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配置语法

配置文件构成

首选看一个示例，examples/example_logic_1.txt

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A2 = A0 & A3
Back = A0 & A3
C9 = clock_5MHz
Downsacle = (A0 & A3) / 100
C26 = Downscale | (C3 / 5)
Extern = clock_5MHz
C10 = 0
S0 = A2
S1 = D0
S2 = C4 | C7

不难发现，配置文件由语句（sentence）构成，语句的基本单位是记号（token），记号由字母、数字和下划线构成。所有的空格将被忽略。

配置中记号可以分为3类，标识符（identifier），字面值（literal）和运算符（operator）。在示例中，A2、C9、clock_5MHz、D0、S0 等都是标识符，100 、5、0是字面值，=、&、| 、(、)和/是运算符。

每一个语句都是赋值语句，即包含一个赋值运算符 = 和被其分开的左式和右式。左式包含且仅包含一个标识符，右式则是形式更自由的拓展的逻辑表达式。根据左式的不同，可以将语句分为输入输出语句、定义变量语句、定标器语句，其左式分别是输入输出端口标识符、变量标识符、定标器标识符。语句之间由换行符分隔，即没有行末标记同时每行最多有一个语句，允许有空行。

标识符

标识符分为以下几类

  • 输入输出端口
  • 时钟
  • 定标器
  • 变量

输入输出端口

输入输出端口又可以分为3类

  • 前面板网口48路输入输出
  • 背板输入输出
  • 子板 lemo 口输入输出

硬件的前面板一共有 12 个用于逻辑输入输出的网口，每个网口有 4 路，总计 48 路。这 12 个网口又分为3组（A、B、C），每组 4 个网口 16 路。这 48 路从上到下分别命名为 A0-A15，B0-B15，C0-C15。

硬件的背板目前只有 2 路输入输出，分别是 Back 和 Extern。其中 Back 用于输入输出触发信号，Extern 用于输出时钟信号。

硬件的每个子板有 8 个 lemo 口输入输出，最多可以有 3 个子板，这些端口命名为 A16-A31，B15-B31，C16-C31，以表示与前面板网口的并行关系。

时钟

时钟标识符都有相同的前缀clock_和后缀Hz，前缀和后缀之外部分表示该时钟信号的频率。频率可以是单纯的数值，比如100，表示时钟信号的频率是 100Hz ；也可以是带有字母后缀 k 或者 M，比如 5k 和 5M，分别表示时钟信号的频率是5000Hz 和 5,000,000 Hz。

定标器

定标器用于计数选定信号的频率，最多有 32 个定标器，所以将定标器标识符命名为 S0-S31。

变量

变量标识符用于自定义中间变量，中间变量必须先定义再使用（先出现在左边，再出现在右边）。

字面值

字面值由数字组成，表示一个数。有两种使用情形

  1. 紧跟在运算符/后面，其含义是对/前面的表达式分除字面值表示的倍数
  2. 0 或 1，表示逻辑假或真，可以跟在 & 或者 | 后面

运算符

运算符分成3类

  • 逻辑运算符 &、|、(和)
  • 分除运算符 /
  • 赋值运算符 =

逻辑运算符顾名思义，表示信号之间的运算操作，&为与操作，|为或操作，操作顺序都是从左往右，且 & 和 | 优先级相同。( 和 ) 配对出现，用于提高内部表达式的优先级。

分除运算符即除号 /，除号左边是被分除的信号，右边是分除的倍数，为字面值。分除即降低一个信号的频率，比如分除100倍，则左边信号触发 100 次后，分除结果信号才产生一次触发；如果分除前是1kHz，则分除 100 倍后为10Hz。

赋值运算符即等于号 =，每一个语句都包含且仅包含一个=，但根据左式可以分为3种情况

  • 左式是输入输出端口标识符，表示该端口输出右式输入信号的运算结果
  • 左式是分除标识符，表示给中间变量赋值
  • 左式是定标器标识符，表示该定标器监测右式输入信号运算结果

输入输出语句

输入输出语句的左式为输入输出端口标识符，表示该端口是输出端口，输出的信号是右式的运算结果。右式可能为

  • 逻辑表达式，e.g. 示例第 1、2、5 、7 行
  • 时钟表达式，仅有单个的时钟标识符，表示该端口输出一个时钟信号；e.g. 示例第 3、6 行

定义变量语句

定义变量语句的左式为变量名，右式是任意的逻辑表达式。自定义的变量用于方便阅读和记忆。e.g. 示例第 4 行

定标器语句

定标器语句的左式为定标器标识符，右式是逻辑表达式；e.g. 示例第 8-10 行。

上下文语法检查

配置文件中不同的语句需要满足以下上下文语法检查的条件

  • 一个端口不能同时作为输入和输出，但是一个输出端口可以出现在定标器语句的右式作为监测对象
  • 变量必须先定义再使用
  • 不允许分除嵌套，比如说 (A0 / 5) / 20，因为这种情形完全可以用 A0 / 100 替代

简单示例

前面板组合逻辑

我们首先从最简单的例子开始，一个与门

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A2 = A0 & A3

该语句表示前面板第1个端口和第4个端口的输入做与符合，符合结果在第3个端口输出。前面的硬件介绍提到过，对于 pixie16 插件，网口的第1路和第4路用于输出，第2路和第3路用于输入；因此，MZTIO 的网口如果是使用网线和 pixie16 的网口连接的，那么 MZTIO 的该网口的第1路和第4路就只能作为输入，而第2路和第3路只能作为输出。因此不难理解这个语句为什么初看那么怪异。

子板组合逻辑

如果要从子板输出输出，可以利用子板输入输出标识符

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C26 = C17 | C18

该语句表示第三块的子板第1个 lemo 口和第2个 lemo 的输入做或符合，符合结果在第6个 lemo 口输出。如果对硬件不熟悉，可以查看前面硬件介绍，如此即可理解硬件中子板只有8个 lemo 口，而对于最下面的对应前面板 C 组端口的子板，lemo 口从上往下对应网口 C1、C2、C5、C6、C9、C10、C13、C14

背板组合逻辑

如果要从背板输出单路的信号，只需设置左式为 Back

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Back = A0 & A3

该语句和前面板组合逻辑小节中的只有左式不同，表示前面板第1个端口和第4个端口的输入做与符合，符合结果在背板输出。

时钟输出

前面板端口和背板都可以输出时钟信号，但是前面板任意一个端口都可以输出时钟信号，而背板只有一路可以输出

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C25 = clock_5MHz

该语句表示在第三块子板的第5个 lemo 口输出 5MHz 的时钟信号。

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Extern = clock_5MHz

该语句表示在背板输出 5MHz 的时钟信号作为 pixie16 的外部时钟。

分除

所谓分除，就是降低信号的频率，比如分除100倍，就是原信号每来100个才输出1个，如果原信号是1kHz，分除后就只有10Hz。

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A2 = ((A0 & A3) / 100) | (A4 & A7)

分除可以直接和其他语句结合使用。

定标器计数

定标器的监测对象为右式的运算结果，右式可以是输出端口，也可以是输入端口的组合，甚至是自定义变量

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S0 = A3
S1 = A0 & A3
S2 = D0

这里展示了3个定标器对不同的对象进行监测

  • 第1个语句表示监测前面板第4个端口的输入（输出）频率
  • 第2个语句表示监测前面板第1个端口和第4个端口的输入信号的与符合结果的频率
  • 第3个语句表示监测自定义变量 D0 的频率（这里仅作为示例，实际中使用应该先定义 D0 这个变量）