使用自定义模板的信号参数

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本文介绍了使用自定义模板获取详细信号信息的方法。建议在学习本文之前先阅读自定义模板代码生成的文章。

通过基于自定义模板生成代码，可以了解信号的有用信息，如大小、数据类型、采样率和其他数据。

接下来，让我们看看自定义模板中用于了解信号信息的关键结构、字段及其用途。

例如，在模板中嵌入 $(sprint(dump, input(1))) 后，就可以找出第一个输入信号所有字段的全部内容。

信号 "的结构

信号 "结构描述了用户自定义模板中的信号，并可通过 "类型 "字段访问所有必要参数。这些信号可以表示为 ins（输入端口）和 outs（输出端口）数组的元素，也可以表示为单独的端口，如 input(1) 或 output(1) 。信号 "结构的以下字段可用：

expr::String - 常量或可配置参数的表达式，如果信号是常量或可配置参数的话；
full_qual_name::String - 信号的全称；
name::String - 信号的可读（美观）名称；
ieas::String - 与所选块最接近的原子子系统的名称；
indirect::Bool - 间接引用信号的标志；
rows::UInt64 - 信号的行数；
cols::UInt64` - 信号中的列数；
ty::typ - 信号类型（见下文）；
sample_time::Float64 - 信号的采样频率。

字段 `ty

ty 字段用于 signal 结构，提供有关信号数据类型的信息。ty 字段有以下描述数据类型的关键参数：

bits::Int - 数据位（宽度）；
fractional_bits::Int - 小数位数；
is_unsigned::Bool - 决定类型是否无符号的标志；
is_floating::Bool - 判断类型是否为浮点数的标志；
is_complex::Bool - 判断类型是否为复数的标志。

那么，使用包括 signal 和 ty 的 via 端口的示例将如下所示：

/* 获取第一个输入信号的数据类型和尺寸信息 */
if $(ins[1].ty.is_floating) {
    // Логика для чисел с плавающей точкой
}

if $(ins[1].rows) > 1 {
    // Логика для многомерного массива
}

该示例展示了如何使用 signal 和 ty 结构来获取以 ins[1] 表示的输入信号的信息。让我们考虑一下要点：

通过 ty 访问数据类型信息：
```
if $(ins[1].ty.is_floating) {
    // Логика для чисел с плавающей точкой
}
```
- ty 字段包含信号数据类型的特征。
- 在这种情况下，使用 is_floating 属性，它返回一个标志（true 或`false`），表示信号是否为浮点数。
- 条件检查信号是否为 float 类型。如果是（逻辑被执行），则该逻辑专门用于浮点数处理。
通过 rows 访问信号的维数：
```
if $(ins[1].rows) > 1 {
    // Логика для многомерного массива
}
```
- rows 属性返回信号的行数。
- 在此，我们将检查信号是否为多维数组（行数大于 1）。如果满足条件，则应用处理多维信号的逻辑。

在示例中，ins[1] 表示输入信号，它是 signal 结构的一个实例。有关信号的信息可通过其属性（rows、cols、ty 等）访问。例如，"rows "和 "cols "给出信号的尺寸，"ty "字段提供信号数据类型的详细信息（如数字、小数部分、符号性）。

必须记住，"ins "和 "outs "数组分别代表输入和输出端口。如果程序块自主生成信号（如程序块 正弦波函数 或常数），则可能不需要数组。相反，可以使用内置函数或参数：

//! BlockType = :Sin
//! TargetLang = :C

//! @Step
$(output_datatype_name(1)) $(output(1)) = sin($(get_baserate()) * $(model_substep(1)));

模板中的应用

下面的模板实现了用于 Verilog 生成的关系运算符模块。由于 Verilog 代码生成使用 Chisel，因此模板也使用 Chisel 编写（使用 Julia 元代码）。

关系运算符块的模板示例 _

//! BlockType = :RelationalOperator
//! TargetLang = :Chisel

/*!#----------------------------------------------------# */
//! @Definitions
val $(output(1)) = Wire($(show_chisel_type(output(1))))
/*!#----------------------------------------------------# */
/*!@Step
函数 patch_op(op)
    op == "==" ?"===" : op == "~=" ?"=/=" : op
结束
函数 get_idx(len, blen)
    如果 len == 1
        返回""
    elseif len == blen
        返回 "(i)"
    else
        out = "FixedPoint($(port.ty.bits).W,$(port.ty.fractional_bits).BP)"
    end
    out
end
*/
val $(output(1)) = Wire($(get_dec_type(output(1))))

/*! @Step
function get_type(port)
    if port.ty.fractional_bits == 0 && port.ty.is_unsigned == 1
        out = ".asTypeOf(UInt($(port.ty.bits).W))"
    else
        out = ".asTypeOf(FixedPoint($(port.ty.bits).W,$(port.ty.fractional_bits).BP))"
    end
    out
end
*/

$(output(1)):=$(input(1)) $(param.Operator) $(input(2))$(get_type(input(1)))

在关系运算符块的模板中，信号通过 input(1), input(2) 和 output(1) 端口使用。类型 "字段提供了有关这些信号类型的信息。接下来，让我们分析一下代码的主要部分：

定义输出信号类型：
```
function show_chisel_type(x::typ) :: 字符串
  if x.bits == 1 &amp;&amp; x.fractional_bits == 0
    out = "Bool()"
  elseif x.fractional_bits == 0
    out = (x.is_unsigned ? "U" : "S") * "Int($(x.bits).W)"
  否则
    out = "FixedPoint($(x.bits).W,$(x.fractional_bits).BP)"
    end
    out
end
val $(output(1)) = Wire($(get_dec_type(output(1))))
```
这里的 get_dec_type 函数定义了输出信号 output(1) 的数据类型：
- 如果信号只有 1 位且没有小数部分`(fractional_bits == 0)，则其类型设为`Bool()。
- 如果信号是整数`(fractional_bits == 0)，则其类型设为`UInt，并指定位数`(bits)`。
- 在其他情况下，则假定使用定点`(FixedPoint)`，并指定数位容量和小数位数。

获取输入信号的数据类型：

function get_type(port)
    if port.ty.fractional_bits == 0 && port.ty.is_unsigned == 1
        out = ".asTypeOf(UInt($(port.ty.bits).W))"
    else
        out = ".asTypeOf(FixedPoint($(port.ty.bits).W,$(port.ty.fractional_bits).BP))"
    end
    out
end

该函数用于确定输入信号 input(1) 的转换类型：

如果信号是整数且无符号 (is_unsigned == 1)，则转换为 UInt 类型。
在其他情况下，信号将转换为 FixedPoint 类型。

基本块逻辑：
```
$(output(1)):=$(input(1)) $(param.Operator) $(input(2))$(get_type(input(1)))
```
信号比较在此进行：
- 比较运算符 ($(param.Operator)) 通过模板参数传递。
- 左操作数是输入信号 input(1)，右操作数是 input(2)。
- 操作数的转换类型使用 get_type 函数设置。

在自定义模板的这段代码中，共有

ty`用于获取数字容量`(bits)、小数位数(fractional_bits)、符号性(is_unsigned)`和其他信号特征的信息。
输入 "和 "输出 "端口代表 "信号 "结构的实例，其属性可通过 "类型 "字段访问。
代码的主要任务是正确定义信号的数据类型，并根据程序块参数进行转换。

使用自定义模板的信号参数

信号 "的结构

字段 `ty

模板中的应用

实用链接