硬體編程，理學領域術語。控制器對數據處理器的控制過程可以寫成硬體程式，即硬體描述語言。
基本介紹
- 中文名：硬體編程
- 外文名：hardware programming
- 定義：控制器對數據處理器的控制過程
- 步驟：從算法轉換到狀態轉換表的步驟
- 系統：計算機
- 套用學科：計算機原理
程式簡介,硬體語句,複合語句,條件語句,
程式簡介
把硬體程式作為從算法轉換到狀態轉換表的一個中間步驟。通過對硬體程式語言的學習，也可加深對計算、檢驗步驟的理解。控制器處在一個狀態，即一個計算步驟，向數據處理器發出命令信號，命令數據處理器完成相應的操作，並根據數據處理器返回的狀態變數，決定控制器的下一個狀態，即下一個計算步驟。既然控制器的工作可用硬體描述語言表示，那么控制器的狀態轉換表的內容應與語言的內容相一致。程式中的語句應適應控制器的狀態。語句既包含控制器發出的命令信號，還包含根據狀態變數決定的次態信息。
硬體語句
硬體程式像任何程式一樣，是由語句序列組成的。為了編寫這些語句，必須建立正式的詞法規律和語句習慣。這些規律和習慣應儘可能地簡單易懂，並與狀態轉換表密切相關。程式中可能有許多語句，通常必須訪問其中的某個語句，為此應對語句做標記。標記是語句的一個成分。它由1～7個字母和數字組成，第一個符號是字母。泛指一個標記時，用角形括弧將標記的元素括上，即“(標記)”。控制器的輸入是外輸入和狀態變數。為了簡便起見，今後把外輸入看做是狀態變數的元素，不再單獨考慮。狀態變數可能是多位變數
、
、…、
，它的取值為
、
、…、
，也可用助記符號表示它們。例如，狀態變數S包含三個變數、和
，其中：
，
，
；
即
時，
；
時，
；
時，
。在編程中，是否使用助記符號由編程者自己決定。
控制器的輸出信號T命令數據處理器執行特定的操作，通常用助記符號表示T，如NOP、CLR、ADD、SUB等。其目的是便於記憶或聯想數據處理器執行的操作。
任何程式語言都在程式的適當點加入注釋，對語句做附加說明。“(注釋)”為文字說明，不起程式作用。它緊跟在符號“/*”之後，例如：
/*THIS A COMMENT
/*COMPUTE THE MAGNITUDE OF X
“<注釋>”也可用中文書寫，它只起解釋和說明的作用，便於編程者記憶程式和語句的作用。
狀態轉換表規定控制器的次態和輸出，所以一個語句應提供下列信息：實現這個語句應完成的操作；確定該實現的下一個語句。一個簡單語句由下列成分構成：
<標記> <操作> <下一個語句> <注釋>
語句的第一個部分是語句的符號名稱。標記部分的定義是：
<標記> ：：= (標記> ：| 空項
“：：=”指明左側的量由右側的量定義。上式意味著，“<標記>”不是“<標記>：”就是空項(無標記)。符號“|”指明它兩邊的量中的任何一個都可表示“<標記>”。
語句的第二部分是操作部分，其定義為
<操作> =<控制信號>
這表明，操作部分是用助記符號表示的控制信號。
語句的第三部分是下一個語句。它提供的是控制器的次態信息，其定義為：
<下一個語句>：：= <標記> | 空項
這是語句的地址部分。如果“(下一個語句>”用“(標記)”表示，那么下一個要執行的是由“<標記>”命名的語句；如果是空項，那么下一個要執行的是語句序列中的下一個語句。
簡單語句的最後一部分是注釋部分，其定義為：
<注釋>：：=<注釋> | 空項
任何一個語句都可能有一個附加的注釋，用來表明程式中語句的目的或者設計者附加的說明。
複合語句
寫硬體程式時，常把一個語句序列看做是一個單個語句，這樣的語句序列稱為複合語句，其定義為：
<複合語句>：：={<語句>
...
<語句>}
定義指明，“(複合語句>”是由許多語句構成的，“{”表示複合語句的起點，“}”表示複合語句的終點。複合語句中的語句也可能是條件語句或是複合語句。它們是按次序執行的，只是最後一個語句在下一個語句位置寫有語句標記。例如：
0UT：{DISP /*顯示結果
{INC A /*複合語句中的複合語句
lNC B
INC C}
DEC
CLR NEW} /*下一個語句是NEW
條件語句
條件語句的定義為：
<條件語句>:：<標記> IF <狀態變數>
{
[SA]<語句>
...
[SL]<語句>
DEFAULT<語句>
}
大括弧內的所有語句都是條件語句主體內的語句。如狀態變數取值SA，那么執行[SA]語句；如果狀態變數的取值不在SA～SL之內，那么執行DEFAULT語句。如語句中無DEFAULT值，那么條件語句是不操作語句，下一個要執行的語句是跟隨條件語句之後的語句。
