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標簽 > RTL
RTL在電子科學(xué)中指的是寄存器轉(zhuǎn)換級電路（Register Transfer Level）的縮寫，也叫暫存器轉(zhuǎn)移層次。
在集成電路設(shè)計中， register-transfer level（RTL）是用于描述同步數(shù)字電路操作的抽象級。
在RTL級，IC是由一組寄存器以及寄存器之間的邏輯操作構(gòu)成。之所以如此，是因為絕大多數(shù)的電路可以被看成由寄存器來存儲二進制數(shù)據(jù)、由寄存器之間的邏輯操作來完成數(shù)據(jù)的處理，數(shù)據(jù)處理的流程由時序狀態(tài)機來控制，這些處理和控制可以用硬件描述語言來描述。
RTL級和門級簡單的區(qū)別在于，RTL是用硬件描述語言（Verilog 或VHDL）描述理想達到的功能，門級則是用具體的邏輯單元（依賴廠家的庫）來實現(xiàn)你的功能，門級最終可以在半導(dǎo)體廠加工成實際的硬件，一句話，RTL和門級是設(shè)計實現(xiàn)上的不同階段，RTL經(jīng)過邏輯綜合后，就得到門級。
RTL描述是可以表示為一個有限狀態(tài)機，或是一個可以在一個預(yù)定的時鐘周期邊界上進行寄存器傳輸?shù)母话愕臅r序狀態(tài)機，通常VHDL/verilog兩種語言進行描述。
RTL在電子科學(xué)中指的是寄存器轉(zhuǎn)換級電路（Register Transfer Level）的縮寫，也叫暫存器轉(zhuǎn)移層次。
寄存器傳輸級
在集成電路設(shè)計中， register-transfer level（RTL）是用于描述同步數(shù)字電路操作的抽象級。
在RTL級，IC是由一組寄存器以及寄存器之間的邏輯操作構(gòu)成。之所以如此，是因為絕大多數(shù)的電路可以被看成由寄存器來存儲二進制數(shù)據(jù)、由寄存器之間的邏輯操作來完成數(shù)據(jù)的處理，數(shù)據(jù)處理的流程由時序狀態(tài)機來控制，這些處理和控制可以用硬件描述語言來描述。
RTL級和門級簡單的區(qū)別在于，RTL是用硬件描述語言（Verilog 或VHDL）描述理想達到的功能，門級則是用具體的邏輯單元（依賴廠家的庫）來實現(xiàn)你的功能，門級最終可以在半導(dǎo)體廠加工成實際的硬件，一句話，RTL和門級是設(shè)計實現(xiàn)上的不同階段，RTL經(jīng)過邏輯綜合后，就得到門級。
RTL描述是可以表示為一個有限狀態(tài)機，或是一個可以在一個預(yù)定的時鐘周期邊界上進行寄存器傳輸?shù)母话愕臅r序狀態(tài)機，通常VHDL/verilog兩種語言進行描述。
RTL電路是最早研制成功的一種有實用價值的集成電路。有N 個門的輸入端并接在DCTL電路輸出端，因為DCTL電路輸出端門的晶體管基極導(dǎo)通電壓，電流曲線并不能完全一致，并聯(lián)在一起，輸入電流易出現(xiàn)分配不均勻的現(xiàn)象。輸入電流小的負載門可能得不到足夠的基極驅(qū)動電流，達不到飽和，從而輸出端可能從應(yīng)有的“0”態(tài)改變到“1”狀態(tài)，使系統(tǒng)出現(xiàn)差錯。負載輸入端并接越多，產(chǎn)生電流分配不勻的可能性越大。這種現(xiàn)象叫作“搶電流”。RTL電路是每一輸入級基極串接一個電阻，旨在得到改善和補償，使基極輸入電流 Ib對基極-發(fā)射極V公式 符號-Ib特性的依賴性小一些。根據(jù) Rb的阻值即可確定RTL電路的最大負載門數(shù)。
RTL電路結(jié)構(gòu)簡單，元件少。RTL電路的嚴重缺點是基極回路有電阻存在，從而限制了電路的開關(guān)速度，抗干擾性能也差，使用時負載又不能過多。RTL電路是一種飽和型電路，只適用于低速線路，實際上已被淘汰。為了改善RTL邏輯電路的開關(guān)速度，在基極電阻上再并接一個電容，就構(gòu)成了電阻-電容-晶體管邏輯電路（RCTL）。有了電容，不僅可以加快開關(guān)速度，而且還可以加大基極電阻，從而減小電路功耗。但是，大數(shù)值電阻和電容在集成電路制造工藝上要占去較大的芯片面積，而且取得同樣容差值的設(shè)計也比較困難。因此，RCTL電路實際上也沒有得到發(fā)展。
行為級和RTL級的區(qū)別
RTL級，registertransferlevel，指的是用寄存器這一級別的描述方式來描述電路的數(shù)據(jù)流方式；而Behavior級指的是僅僅描述電路的功能而可以采用任何verilog語法的描述方式。鑒于這個區(qū)別，RTL級描述的目標就是可綜合，而行為級描述的目標就是實現(xiàn)特定的功能而沒有可綜合（可實現(xiàn)）的限制。
行為級是RTL的上一層，行為級是最符合人類邏輯思維方式的描述角度，一般基于算法，用C/C++來描述。從行為級到RTL級的轉(zhuǎn)換，一般都是由IC設(shè)計人員手工翻譯。
這個過程繁瑣，工作量很大，特別是隨著數(shù)字系統(tǒng)的復(fù)雜性提升，這樣的純手工“翻譯”過程容易出錯，且使得開發(fā)周期變長。一批高級綜合工具應(yīng)運而生。如Menter Graphics的高層次綜合工具Catapult C Synthesis。能夠?qū)?shù)字系統(tǒng)的行為級描述映射為RTL設(shè)計，并滿足給定的目標限制。從層次由上到下，數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計過程為：
Idea-》行為級描述-》rtl描述-》門級網(wǎng)標-》物理版圖
行為級的描述更多的是采取直接賦值的形式，只能看出結(jié)果，看不出數(shù)據(jù)流的實際處理過程。其中又大量采用算術(shù)運算，延遲等一些無法綜合的語句。常常只用于驗證仿真。
RTL級的描述就會更詳細一些，并且從寄存器的角度，把數(shù)據(jù)的處理過程表達出來。可以容易地被綜合工具綜合成電路的形式。
行為級描述可是說是RTL的上層描述，比RTL更抽象。行為描述不關(guān)心電路的具體結(jié)構(gòu)，只關(guān)注算法。
有行為綜合工具，可以直接將行為級的描述綜合為RTL級的，比如Behavioral Compiler。
在硬件設(shè)計中有一句著名的話：thinking of hardware。RTL在很大程度上是對流水線原理圖的描述。哪里是組合邏輯，哪里是寄存器，設(shè)計者應(yīng)該了然于胸。組合邏輯到底如何實現(xiàn)，取決于綜合器和限制條件。
rtl級可以理解為，可以直接給綜合工具生成你要的網(wǎng)表的代碼，而行為級則不行。比如real（浮點實數(shù)？）可以用于行為級，而不能用于rtl級！
Behavior is for testbench for modelling.
RTL is for synthesis
語法塊如果可以被綜合到gate level，就是RTL的。否則就是behavior level的。
同樣是for語句，如果循環(huán)條件是常數(shù)，就是RTL的，如果是變量，就是behavior的。
RTL級描述數(shù)據(jù)在寄存器層次的流動模型。
always屬于行為級模型，是最基本的行為模型，是可以綜合的。
綜合與RTL或者行為級沒有必然聯(lián)系，雖然大多數(shù)行為模型不能綜合
從網(wǎng)上copy
目的區(qū)別：
行為級描述目的是加快仿真速度，做法是盡量減少一個always塊中要執(zhí)行的語句數(shù)量，其結(jié)果不是為了綜合，只關(guān)注算法。有行為綜合工具，可以直接將行為級的描述綜合為RTL級的，比如Behavioral Compiler。
形式區(qū)別：
RTL級描述是為了綜合工具能夠正確的識別而編寫的代碼，verilog中有一個可綜合的子集，不同的綜合工具支持的也有所不同，RTL級的描述就會更詳細一些，并且從寄存器的角度，把數(shù)據(jù)的處理過程表達出來?？梢匀菀椎乇痪C合工具綜合成電路的形式。可以采用任何verilog語法的描述方式。鑒于這個區(qū)別，RTL級描述的目標就是可綜合，
行為級的描述更多的是采取直接賦值的形式，只能看出結(jié)果，看不出數(shù)據(jù)流的實際處理過程。其中又大量采用算術(shù)運算，延遲等一些無法綜合的語句。常常只用于驗證仿真。
電路區(qū)別：
RTL級，register transfer level，指的是用寄存器這一級別的描述方式來描述電路的數(shù)據(jù)流方式；RTL在很大程度上是對流水線原理圖的描述。哪里是組合邏輯，哪里是寄存器，設(shè)計者應(yīng)該了然于胸。組合邏輯到底如何實現(xiàn)，取決于綜合器和限制條件。RTL是晶體管傳輸級，描述硬件的相互聯(lián)接關(guān)系，一般都可以綜合；
而Behavior級指的是僅僅描述電路的功能而在硬件設(shè)計中有一句著名的話：thinking of hardware。簡單說，rtl就是用寄存器和組合邏輯組成，不能再用其他construct；behavior就是指定輸入和輸出之間的關(guān)系。
混亂點：有時感覺RTL級是行為級與數(shù)據(jù)流級的混合應(yīng)用。
樂點：同樣是for語句，如果循環(huán)條件是常數(shù)，就是RTL的，如果是變量，就是behavior的。
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