Tcl基础知识

一、概述

Tcl 语言的全称 Tool Command Language,即工具命令语言。这种需要在 EDA 工具中使用的相当之多,或者说几乎每个 EDA 工具都支持 Tcl 语言,并将它作为自己的命令shell。
静态时序分析中多用的 Synopsys Tcl 语言,主要服务于 IC设计,其他的FPGA厂商比如 Xilinx的 .ucf文件 .xdc文件也都是 Tcl 语言编写,这与 Synopsys 半导体公司的 Tcl 语言基本相同。所以这里对Tcl进行一个简单的学习。

Tcl是1988年加州大学伯克利分校的John K.Ousterhout 开发的脚本语言。与编译语言不同,编译语言是在执行前将语言解析并编译成机器代码的,而Tcl是一种解释语言,其每一条语句被依次解析并立即执行。因此,该语言在脚本中遇到第一个错误就会立即停止。

Tcl支持一些基本语义。每条Tcl语句以换行符或者分号结束。如果一条语句跨越多行,然后在下一行继续执行,则应该在行尾加反斜杠。每条语句及参数都被视为字符串。一个双引号或大括号包含的多个单词的字符串被认为是单个单元。以"#"开始的语句认为是Tcl的注释。

puts "Hello World";   # 这是一条注释
puts {Hello World};

Tcl具有多种语言结构,它们是:

  • 变量
  • 列表
  • 表示符与运算符
  • 控制流语句
  • 过程

二、Tcl变量

Tcl变量是ASCII字符串。数字也用ASCII字符来表示。变量使用 set 命令来分配。例如

set abc "1234" ;   #这里set是命令,abc是变量,1234是分配给变量的值

如果需要对变量求值,则需要用到 $ 符号。例如:

puts $abc #打印结果为1234

如果索引与变量名一起使用,则可将变量视为数组。索引不一定是整数,它也可以是一个字符串。例如:

set def(1) 4567;     #这里def是数组变量,索引被设置为1
set def(test) 5678;  #这里索引是test

数组的索引"1"被设置为4567,注意,值4567不会显示在双括号中。在Tcl中,"4567"和4567相同,因为它们都被视为字符串。要获取数组中使用的索引值,请使用命令 array names 。例如array names def 将返回值1和test 。要对数组变量求值,可以使用相同的原理,但是需要指定索引。我们考虑如下的例子:

puts $def(1);    #有效命令
puts $def(test); #有效命令
puts $def;       #无效命令

由于$在变量求值时有着特殊意义,所以要打印此符号,必须在前面加\。例如:

puts {I have a \$bill}

三、Tcl列表

Tcl中的列表是对象的集合。和任何列表一样,你可以对列表进行添加,对列表进行索引,并在列表中进行搜索。以下是几个例子:

#以下创建列表
set gates{list AND OR NOT NAND NOR}
set gates{{AND}{OR}{NOT}{NAND}{NOR}
set gates{split "AND.OR.NOT.NAND.NOR""."}

#要将另一个项目添加到列表中,使用lappend
set gates{lappend gates XOR}

#要在列表中搜索,使用lsearch.它将返回列表中匹配的索引
#返回2
puts {lsearch $gates NOT};

#返回-1,表示没有匹配的项
puts {lsearch $gates XNOR};

四、Tcl 表达式和运算符

Tcl中使用 expr 命令来对表达式求值。我们考虑如下的例子:

set x 10;
#以下返回值都是30
expr $x+20;
expr {$x+20}

Tcl一般推荐表达式使用大括号,因为这有助于程序更快地执行。

由于表达式求值与运算符关系密切,所以Tcl语言为逻辑运算符和算术运算符提供了全面支持。下表给出了所支持的运算符:

五、Tcl的控制流语句

Tcl控制流语句由以下种类的结构组成

  • 列表遍历
  • 决策
  • 循环
  • 子程序

5.1 列表遍历

为了遍历列表,Tcl提供了 foreach 结构

set gates {list AND OR NIT NAND NOR XOR}
set index 1
foerach element $gate {
puts "Gate $index in the list is $element"
incr index; #index 自动加1
}

输出如下:

Gate 1 in the list is AND
Gate 2 in the list is OR
Gate 3 in the list is NOT
Gate 4 in the list is NAND
Gate 5 in the list is NOR
Gate 6 in the list is XOR

5.2 决策

Tcl提供了 if-elseif-else 结构来提供了决策能力。我们考虑如下例子:

if {$frequency < 330}{
    puts "Chip will function well,but slow than expected"
}
elseif {$frequency > 330}{
    puts "Chip will not function"
}else {puts "Chip will funciton optimally"}

5.3 Tcl循环

当程序想在一个条件下循环和终止时,可以使用Tcl提供的 forwhile 语句。它提供了两个额外的结构 "break " 和 "continue " 。Break 用于提前结束循环,而 continue 用于停止执行当前循环的代码,并重新评估循环条件。

5.4 Tcl过程

Tcl过程用 proc 来编写。使用 return 语句从过程中返回值。

六、其他Tcl命令

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