In un circuito elettronico combinatorio, una funzione è implementata da una serie di Gate (porte logiche) interconnessi per mezzo di Net (segnali). Le net sono connesse agli input/output dei vari gate. In particolare, ogni net può essere connessa all'output di un solo gate (al massimo), mentre non ci sono limitazioni riguardo le connessioni agli input.
Il linguaggio di descrizione dell'hardware Verilog offre una serie di tipi di gate combinatori, tra cui:
- and, nand, or, nor, xor, xnor: ciascuno di questi gate ha una uscita e due o più ingressi
- not, buf: ciascuno con esattamente una uscita e un ingresso.
A partire da un file Verilog, è stata estratta la sezione che riporta le instanze dei vari gate del circuito e riportata in un file, usando un formato semplificato. Per ogni riga, il file riporta:
tipoGate nomeGate netOutput netInput1 netInput2 ...
Notare che la terza stringa si riferisce sempre alla net collegata all'uscita del gate, mentre dalla quarta stringa in poi vi sono le net collegate ai vari input (il numero di tali net dipende dal tipo di gate). Ad esempio:
and U1 net1 net2 net3
not U2 net4 net3
not U3 net5 net1
or U4 net7 net4 net5 net6
Implementare un programma Python in grado di leggere un file formattato come il precedente esempio e riportare tre tipi di informazioni:
- eventuali errori presenti nel file
- la lista degli input ed output del circuito
- statistiche relative a gate e net.
Il nome del file da processare viene fornito in input dall'utente.
Il programma dovrà effettuare alcune verifiche sulle interconnessioni e riportare, per ogni errore rilevato, il numero di riga e il relativo tipo d'errore. Gli errori da riportare sono i seguenti:
- Gate sconosciuto: se il tipo di gate è diverso da quelli noti (and, or, ...).
- Nome già utilizzato: ogni gate deve avere un nome diverso all'interno del circuito.
- Numero di net non valido: ogni gate deve avere un numero corretto di net in ingresso e in uscita (esempio: una and con un solo input rappresenta un errore).
- Net collegata a più output: ogni net può essere collegata al massimo ad un output di un solo gate nel circuito.
Il programma deve riportare inoltre il numero totale di errori rilevati.
Il programma deve riportare il numero e la lista degli input/output globali del circuito, definiti come segue:
- input del circuito: corrispondono alle net collegate in input ad uno o più gate, ma a nessun output dei gate.
- output del circuito: le net collegate all'output di uno dei gate, ma a nessun input dei gate.
Nota: le righe contenenti errori non devono essere considerate.
Il programma deve riportare le seguenti statistiche:
- Il numero totale di gate.
- Per ogni tipo di gate (and, or, ...), il numero di gate a 2 ingressi, a 3 ingressi, ecc. (cioè: numero di and a 2 ingressi, a 3 ingressi, 4 ingressi, ..., stessa cosa per or, ecc.).
Nota: le righe contenenti errori non devono essere considerate.
buf U1 net144 net141
buf U2 net298 net293
and2 U3 net4114 net135 net4115
not U4
buffer U5 net973 net3173
not U6 net3547 net3546
not U7 net3549 net3548
not U10 net3551 net3550
not U9 net3553 net3552
not U10 net594 net545
not U11 net599 net348
not U12 net600 net366
and U13 net601 net552 net562
not U14 net602 net549
not U15 net603 net545
not U16 net3551 net545
not U17 net611 net338
not U18 net612 net358
nand U19 net633 net373 net1
and U20 net810 net141 net145
Inserisci il nome del file: c5315.txt
Rilevamento errori:
Riga 3: Gate sconosciuto (and2)
Riga 4: Numero di net non valido (0)
Riga 5: Gate sconosciuto (buffer)
Riga 10: Nome già utilizzato (U10)
Riga 16 : Net collegata a più output (net3551)
5 errori
Input globali: 176
net49
net64
net3550
net128
net87
net248
...
Output globali: 122
net664
net602
net685
net762
net752
net696
...
Numero di gate: 2302
318 and con 2 input
359 and con 3 input
27 and con 4 input
11 and con 5 input
2 and con 9 input
312 buf
454 nand con 2 input
19 nor con 2 input
6 nor con 3 input
2 nor con 4 input
578 not
95 or con 2 input
50 or con 3 input
61 or con 4 input
8 or con 5 input