寄存器传输语言(RTL)

    数字系统各模块之间的信息传输，以及模块内部各子模块之间的信息加工、存储与传输操作，不能用组合电路和时序电路中采用的方法进行描述，必须采用更高级的描述方法,方法之一是寄存器传输语言RTL，并且这个表示法同硬件之间有着简单的对应关系。这种寄存器传输语言适于描述功能部件级的数字系统,用RTL语言使系统要求与硬件电路间建立对应的关系。能简明、精确地描述系统内信息的传送和处理。    在寄存器传输语言中，一个语句标号对应于时序流程图中的一个状态框，条件转移语句对应时序流程图中的判断框，用无条件转移语句描述状态之间的无条件转移等等。数字系统中最常用到的操作有6类：
    1、寄存器间相互传送操作

    在寄存器传输语言中，用大写英文字母表示寄存器，也可用图形表示，如图1左所示。还可以把寄存器的每一位都表示出来,如图1右所示。其中方括号内是每一位的编号。

    (1)无条件传送语句

    无条件传送语句格式为：A←B，其中，箭头表示传送方向，B称为源寄存器，A称为目的寄存器。传送操作是一个复制过程，不改变源寄存器的内容，无条件传送操作一般与时钟无关，而是在一定条件下发生。

    (2)条件传送语句

    传送条件常由控制器给出的逻辑函数规定，其中"！"和"*"是条件语句专用符,"！"称为间隔符，其意义是间隔符左边和右边的数据之间没有联系。"*"是条件语句的连接符，"*"号右边是传送条件。

   图1 RTL中寄存器间相互传递操作

    2、算术运算操作

    基本的算术操作是加、减、取反和移位。

    3、逻辑操作

    逻辑操作是两个寄存器对应之间的操作，包括与、或、非，为了区别于算术运算符号，这里的与、或、非分别用符号∧、∨和字母上方加一横表示。

    4、移位操作

    移位操作分为左移和右移两种。

   （1）左移操作语句：A←shlA，A[0]←0

   （2）右移操作语句:A←shrA,A[3]←0 

  （3）循环左移操作语句: A←shlA,A[0]←A[3] 

  （4）循环右移操作语句: A←shrA,A[3]←A[0] 

   5、输入和输出操作

    寄存器传输语言还可以描述系统输入、输出操作，如果将输入线X的数据传送到A寄存器，则表示为

                               A←X    把寄存器A的各位传送到输出线时，则采用符号"＝"表示

                               Z=A该语句意味着寄存器输入与输出线Z直接相连。

    6、无条件转移和条件转移

   （1）无条件转移语句 

                               →（S）    表示下一步转向编号为S的语句继续执行。

   （2）条件转移语句

                   （f1，f2，fn）/（S1,S2,Sn）

    其中f是系统变量的函数，取值为0或1,当fi＝1时，执行Si标号的语句，当所有的fi均为0时，顺序执行语句。

   （3）空操作语句

                                →NULL表示不进行任何操作，而是利用它得到一个时钟的延时时间，然后顺序执行下一条语句。