Desarrollo de circuitos integrados digitales síncronos a nivel de transferencias de datos entre registros ( ing. nivel de transferencia de registro , RTL - nivel de transferencia de registro) - un método para desarrollar circuitos integrados digitales síncronos ( ing. ) , en cuya aplicación el funcionamiento del circuito se describe en forma de secuencias de operaciones lógicas aplicadas a señales digitales (datos) a medida que se transfieren de un registro a otro (no se describe de qué componentes electrónicos o de qué puertas lógicasconsta de un esquema). Dicha descripción de alto nivel se compila en uno de los lenguajes de descripción de hardware ( ing. lenguaje de descripción de hardware , HDL ), por ejemplo, en Verilog o VHDL , después de lo cual un programa especial se convierte en una descripción de bajo nivel: un gráfico de elementos lógicos y conductores; el proceso de transformación se llama síntesis lógica ( ing. logic síntesis ) o síntesis de la lógica. Otros programas de acuerdo con la descripción pueden verificar el correcto funcionamiento del circuito (ver simulación lógica ) y el cumplimiento del circuito con los requisitos (por ejemplo, los requisitos para la velocidad del circuito ( ing. análisis de tiempo estático )). El tercer programa, utilizando una descripción de bajo nivel, puede colocar elementos lógicos y conductores en la superficie del circuito (para la fabricación de VLSI ) ( lugar y ruta en inglés ) o crear firmware para la FPGA .
Los circuitos síncronos se crean a partir de dos tipos de elementos: registros y elementos lógicos combinacionales . Los registros (usualmente implementados usando flip- flops D ) sincronizan la operación de los circuitos en los bordes de la señal del reloj y son celdas de memoria. Los elementos lógicos combinacionales realizan funciones lógicas y suelen ser puertas lógicas .
Considere el circuito síncrono que se muestra en la figura. Un inversor se utiliza como elemento de lógica combinacional . La salida del registro, indicada en la figura con la letra "Q", se conecta a la entrada "D" (ver figura) del registro a través de un inversor. Cuando el frente de la señal del reloj aparece en la entrada "clk" (ver Fig.), el nivel de la señal opuesto al nivel registrado en el registro en el ciclo anterior se escribe en el registro.
Diseñar un circuito en lenguaje de descripción de hardware es diseñar a un nivel más alto de abstracción que el nivel de los transistores (ver familia lógica ) o el nivel de las puertas lógicas . El lenguaje de descripción de hardware declara registros (similares a las variables en los lenguajes de programación de computadoras ) y describe la lógica combinacional utilizando construcciones de lenguaje como "if-then-else" y operaciones aritméticas (como en los lenguajes de programación de computadoras). El término " nivel de transferencia de registros " enfatiza el hecho de que los datos (señales) se transfieren entre registros.
El diagrama que se muestra en la figura en el lenguaje VHDL se puede escribir de la siguiente manera:
D <= no Q ; el proceso ( clk ) comienza si flanco_aumentado ( clk ) entonces Q <= D ; terminar si ; proceso final ;"D", "Q" y "clk": entradas y salidas del registro (ver Fig.). "rising_edge" es una función que regresa truecuando el nivel de la señal especificada cambia de bajo a alto (es decir, cuando aparece el borde de la señal).
El programa Electronics Design Automation (EDA) , realizando síntesis lógica , convierte el código del lenguaje de descripción de hardware en la información necesaria para crear una implementación de hardware del circuito (generalmente una lista de puertas lógicas y las conexiones entre ellas (ver netlist )) y lo guarda en un archivo. Dicho archivo se puede pasar a la entrada de un programa diseñado para crear circuitos integrados de propósito especial (ASIC) (ver colocación y enrutamiento ), o un programa diseñado para crear firmware para arreglos de puertas programables en campo (FPGA) . Un programa que realiza síntesis lógica también puede optimizar un circuito (ver optimización lógica ).
Según la presencia o ausencia de registros en el circuito, cuyas salidas están conectadas a sus entradas, los circuitos se dividen en dos tipos: