jchdl - GSL Node

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org.jchdl.model.gsl.core.meta.Node.java

 

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Node为所有节点的父类。所有用户创建的节点，必须继承Node类。Node为用户创建了节点提供了很多支持方法，但把logic()方法留给子类自行定义。

 

一. 类结构

 

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主要属性：

1. netI：连接在节点Input接口上的线；

2. netO: 链接在节点Output接口上的线；

3. ioI：节点的Input接口，与netI中的线一一对应；

4. ioO：接口Output接口，与netO中的线一一对应；

 

主要方法：

1. 收集连接在接口Input接口上的线的方法：

1. in(Net): 添加一条输入线；

2. in(Net[])：添加一组输入线；

2. 收集连接在接口Output接口上的线的方法：

1. out(Net): 添加一条输出线；

2. out(Net[])：添加一组输出线；

3. 获取节点Input接口的方法：

1. in(int index): 获取第index个Input接口；

2. inputs(): 获取所有的Input接口；

3. inputs(int from)：获取从from开始的所有接口；

4. inputs(int from, int to)：[from, to)，获取从from(包含)到to(不包含)的所有接口；

 

4. 获取节点Output接口的方法：

1. out(int index): 获取第index个Output接口；

2. outputs(): 获取所有的Output接口；

3. outputs(int from)：获取从from开始的所有接口；

4. outputs(int from, int to)：[from, to)，获取从from(包含)到to(不包含)的所有接口；

 

5. 节点内部逻辑构建方法：logic()

该方法为抽象方法，留给子类自行定义，即用户通过重新定义该方法，来实现节点的自定义逻辑。

 

6. 节点构建方法：construct()

辅助方法，下面单讲。

 

7. 转换为Verilog的方法：toVerilog()

把节点转换为Verilog的（门和开关层结构建模）实现。

 

二. 构建节点

 

当前构建节点的方法如下：

1. 收集节点构造方法中提供的输入线和输出线；

2. 调用construct()方法：

1. 根据收集的输入线和输出线，分别创建足够数量的Input接口和Output接口与之对应；

2. 调用用户自定义的logic()方法构建节点内部逻辑；

3. 将输入线和输出线与节点的Input接口和Output接口一一连接；

如此即完成节点构建。

 

三. 用户自定义逻辑：logic()

 

用户自定义逻辑的方法是在子类中覆盖logic方法。logic方法主要做以下事情：

 

1. 创建线或一组线从Input接口牵出。（创建线时即可自动将Input接口连接到新创建的线的Input接口上，从而驱动（driven）线）

2. 创建线或一组线连接到Output接口。（创建线时即可自动把线的Output接口连接到节点的Output接口上）

3. 创建内部子节点；（创建内部子节点时，即可自动把Input牵出作为子节点输入线的线，连接到子节点的Input接口上；并且自动把子节点的Output接口连接到子节点的输出线上）

 

另外，可以通过pullup/pulldown来处理临时需要的线；使用toGround()处理不再需要的线。

 

注意：logic内部使用的线，属于节点的一部分，最好是定义为节点类的属性。

 

四. 总结

 

可以看出，节点的构建其实就是连线：

1. 把输入线连到Input接口上；

2. 从Input接口牵出线连到内部子节点上；

3. 从内部子节点牵出线连接到Output接口上；

4. Output接口牵出线以供后续使用；（连接到下一个节点，或者接地，或者悬空供观察使用）

 

五. 实例Mux

 

Mux为二选一。

 

1. 构造函数

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构造函数的参数为输入线和输出线，使用in()和out()分别收集：

1. 收集输入线 in1, in2, sel；

2. 收集输出线out;

3. 调用construct方法构建Mux节点；

 

2. 内部逻辑

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1. 从输入口牵出线，比如:

in1 = new Wire(in(0))

其中，in(0)方法为Node类提供的辅助方法，获取第0个Input接口；

然后创建一条线，从这第0个Input接口牵出。

2. 创建线连接到输出口，比如：

out = new Wire(out(0))

out(0)方法为Node类提供的辅助方法，获取第0个Output接口；

然后创建一条线，连接到这个输出口上；

3. 创建子节点Not需要的输出线selNot；

4. 创建字节点Not：sel作为输入线，selNot作为输出线；

5. 同理，逐个创建子节点：两个与门，一个或门；

 

3. 节点内部的线

 

节点内部使用的线，推荐作为节点属性声明：

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4. 创建Mux节点

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PS. inst静态方法可以省略new关键字，使代码更紧凑。

 

六. 原子节点（AtomicNode）

 

原子节点是节点的子类。覆盖了logic方法，但实现为空。

 

该类定义了抽象方法atomic()供子类覆盖，以实现从输入到输出的转化逻辑。最简单的比如非门：

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atomic()方法调用not()方法，实现从输入到输出值的转换。