06_Logictools Overlay
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Logictools overlay 包含了可编程逻辑硬件区块来与外部数字逻辑电路连接。Python可以做出有限状态机（Finite State Machine）、布尔型逻辑函数和数字模式。一个可编程开关连接了硬件区和外部IO引脚之间的输入和输出。Logictools overlay也可以通过追踪分析器（trace analyzer）来捕捉IO接口传来的数据，方便我们分析调试。
Logictools IP包含了4个主要硬件区块
模式生成器
FSM生成器（有限状态机生成器）
布尔型生成器
跟踪分析器
每一个区块不需要汇编配置文件，这意味着一个配置可以直接加载到生成器里并立即执行。
PYNQ-Z1 logictools overlay有两个logictools逻辑控制处理器（LCP），一个与Arduino header连接，一个与RPI header连接。
Arduino header有20个引脚，RPI有26个引脚，他们可以用作为LCP的GPIO。
板上的4个LED和4个按钮可以连接到任意一个LCP上，使得扩展输入成为了可能。注意！LED和按钮是共享的，在一个时刻只能被一个LCP使用。
从bit文件转换出的logictools_olay类里，我们可以找到布尔型生成器，用其初始化一个布尔型生成器出来，并用上面的表达式配置该生成器，随后用run来运行。
这时候，我们可以按动板上的PB0/3并观察LD2，发现确实是按照异或法则进行的。
调用stop函数即可停止生成器运作。
刚刚，我们使用列表存储了一个表达式，事实上，我们可以使用可读性更高的字典来存储表达式，并且我们可以存储不止一个。
在上面的代码中，我们除了存储了异或门，还增加了一个与门。 ## 模式生成器 接下来我们展示一下如何操作模式生成器的单步模式。需要注意，并不是所有的logictool库中生成器都是单步的。 在这个例子里，我们只用python代码来模拟电路，并用追踪生成器捕捉到的波形来验证我们的结果。
首先，我们导入logictools overlay，并通过代码形式模拟波形。波形的构造满足一定格式。用{‘signal’:[]}来表明输入的信号波形。在[]内，我们逐一添加波形信息。格式为：{‘name’:’’, ’pin’:’’, ‘wave’:’lh.’}其中l代表low波，h表示high波，‘.’表示重复前面波形。
然后我们用logictools里的Waveform来将上述格式的信息转换为板能识别的波形。
接下来，我们按照上图代码为我们的模拟内容增加一点东西。外层的{‘signal’:[]}框架不变，在[]里，我们将之前的4个模拟波形信号用列表的方式打包，并命名为‘stimulus’（列表的第一个元素为名称），以同样的格式增加一栏‘analysis’。输出的效果如图所示。Analysis栏并没有任何输出，这是因为我们还未用模式生成器来追踪它。Waveform函数只是一个把代码转换成模拟波形并输出的函数而已，不具备追踪功能。
按照上图代码，我们生成一个模式生成器，其创建方式与布尔型生成器一模一样。在配置setup的时候，我们传入之前我们自己写的波形数据，并把模拟信号和分析内容指示给他。随后，我们调用模式生成器的step函数，即可跟踪模拟信号。重复运行step函数，我们可以看到，analysis栏波形按照上面stimulus栏的波形进行输出。
最后，在使用完后，使用reset进行重制。
最后，我们用FSM生成器来生成一个FSM（有限状态机）。这个例子中，我们做出来的FSM是一个格雷码计数器，它有三个状态位并可以通过8（即23）个状态来计数。计数器的输出是用格雷码编写的，这意味状态之间的转换只有一个2进制位会被改动（这是格雷码的特性）。
自然，我们先写入logictools.bit。
然后，我们编写相应的状态位。
可以看出，要配置一个状态机，我们所需要描绘其输入、输出、状态、状态变换规则。这些均采用FSM规范格式。
随后，使用logictools里的FSM生成器创建一个，并用上面的对该状态机进行配置。
通过show_state_diagram()函数，该状态机会返回一个我们所定义的状态机逻辑图，如下图所示。
为了能看到我们所写的结果，我们需要根据之前的input那一栏把D0与GND连接（逻辑归0），把D1连接到3.3V接口（逻辑归1），这些接口在Arduino区域可以找到。
The reset input is connected to pin D0 of the Arduino connector
Connect the reset input to GND for normal operation
When the reset input is set to logic 1 (3.3V), the counter resets to state 000
The direction input is connected to pin D1 of the Arduino connector
When the direction is set to logic 0, the counter counts down
Conversely, when the direction input is set to logic 1, the counter counts up
使用run命令来运行我们生成的状态机。
最后用stop命令来完成善后工作。
与BaseOverlay不一样，我们要用LogicToolsOverlay来导入对应的logictools.bit。所谓布尔型生成器，就是用与、或、异或、非来构成最终的布尔型输出。在代码里，我们用“&”、“|”、“^”、“~”来分别代表上面四个运算。接下来，我们先构建一个简单的表达式： 。LD2为班上的一个LED，PB3/0为板上的两个按钮。这里我们的运算就是PB3和PB0做异或运算后，把1/0赋值给LD2进行输出。
