一、前言
當了二、三十年電腦工程師，一直有一個夢想，就是設計一個夠水準的微處理器。我幾乎研究過大部分你叫得出來的微處理器，不管是 MOTEL ( Motorola and Intel), ARM, MIPS, SPARC, TRANSPUTER, SH7000, LISP PROCESSOR, TI 和 Analog's(ADI’s) DSP ...等等微處理器。我費了十多年的時間，最後發現要設計微處理器並不難，癥結是在軟體並不是在硬體，因很多微處理器的功能，能用語言編譯器來簡化。於是我又開始研究資料結構、系統軟體、作業系統 (OS, Operation System), 組譯器 (Assembler)、翻譯器 (Interpreter)、編譯器 (Compiler)......等等，我還研究各種電腦語言如C/C++/C#, Java, Ruby, Python, PHP, Perl, Lua, Erlang, Forth... 等。於是我便由硬體電腦工程師跳入軟體工程師的行列。現在我結合了 Forth, C/C++/C# ...等語言和我自己的理想創造了w電腦語言。
它是我所設計微處理器 (SRP, Smart Risc Processor) 的指令集 ( Instruction Set) 且用做W-CODE的標準。
二、W電腦語言的架構
我把W語言折成兩個介面：一個是軟體語言介面，另一個是硬體微處理器介面。把W編譯器分成字串編譯器、 後位法編譯器和及時編譯器如下面 ( 圖 1 )
1. 字串編譯器: 把中位法源程式轉變成像FORTH語言的後位法字串，假如我沒記錯的話，丁陳博士曾說FORTH語言是最好的中間程式語言。現在我用它當做 W語言的中間碼。
2. 後位法編譯器: 將把後位法字串轉換成W碼。
3. 及時編譯器: 把W碼編成標的微處理器機器碼 ( machine code)。
這種結構有很多好處:
1.以軟體來講，W語言能很容易的結合其他語言。相反的，為了提高軟體的效率，甚至不用修改程式源碼語法，只要修改後位法的中間碼即可。
2.以硬體來講，只要變換及時編譯器( JIT, Just-In-Time compiler ) 即可，因此很容易地把程式放在不同的平台上執行，也就是說，設計標的編譯器 ( Target Compiler ) 非常容易。
3.我現在提供現場 ( ISD, In-Site Development ) 交叉編譯器( XTC, Cross Target Compiler) 跟 SDK( System Development Kit ).
尤其用在我設計的微處理器(SRP, Smart Risc Processor )，它裡面包含一個簡單的硬體起動器 ( SRB, Simple Resident Boot )，所以不用寫任何程式便可透過串列裝置，像RS-232、USB.....等等，主機便可跟微處理器溝通。一般的微處理器需要4k到8K的程式才可以跟它溝通。
圖 1: Woody Language 架構方塊圖
SRP
註:
1. EDIF -- Electronic Design Interchange Format
2. JIT -- Just In-time Compiler
3. SRP -- Smart Risc Processor
4. w-code -- Woody code that is SRP machine code
4. 比較Woody system 與 .NET system
1. Woody
(Target compiler)
C/C++/C# string compiler Postfix compiler JIT compiler
Java ----------------------> Postfix --------------> W-code -----------> Object code
Basic Language Interface <---| |---> Hardware interface
2. .NET system
Basic
C/C++/C# compiler JIT compiler
Java -----------------------> MSIL -----------------------> X86 Object code
Python Language Interface <---|---> Hardware interface
註:
1. MSIL -- Microsoft Intermediate Language byte code
2. Woody system 提供一語言介面,所以設計string compiler 非常容易 ,因為只要轉譯infix (中序式)string成 postfix (後序式)string即可.
3. Target compiler非常簡單,因為只要將w-code 轉成它們的 object Code即可.
三、W語言的特殊功能
1.通用翻譯器/編譯器
現在的語言主要分為翻譯器 (Interpreter ) 跟編譯器 (Compiler ) 兩種，翻譯器可互動式地寫程式，但速度較慢；編譯器速度較快，但不能提供互動式功能。
於是有人便想到何不把這兩種功能集於一身呢？像FORTH語言，其本身便有這兩種功能，即有翻譯模式跟編譯模式。因此每一個功能 (Function) 需寫考慮兩種模式-編譯器跟翻譯器語法。這種語言雖可提供互動式且速度快的功能，但對程式員還是不夠好，於是我設計了W語言。
它不僅有翻譯器互動的好處，又有編譯器快速的功能，且不像FORTH語言需考慮兩種模式。任何程序（Routines），不管編譯模式或是翻譯模式，都只要一種語法。它的原理其實很簡單，寫程式時不管翻譯模式或是編譯模式，先把程式源碼編譯成機器碼（Machine Code），如果在編譯模式那便結束。如果在翻譯模式便執行方才編譯過的機器碼。然後再把這些機器碼丟掉即可，非常簡單。
請不要因為它的簡單就輕視它。這項創舉，可能在資訊業界是一項很大的突破，它可能更甚於物件導向程式（OOP, Object-Oriented Programming）的發明，因它使寫程式變得容易且效率高，且再也不用分翻譯器與編譯器了，因翻譯器就是編譯器，編譯器就是翻譯器。這項技術我已使用多年且沒有什麼不良副作用（So far so good）。它不但有互助式的好處，且你寫的程式本身便是一種編譯器，可再編譯你的程式，因此寫出來的程式碼（Object Code）很小。
2. 一致性的功能和變數
a. 因為W語言對函數 (Functions ) 跟變數 (Variables ) 用相同的語法，只要用它們的名字即可，即呼叫功能跟存取變數一樣，所以一個變數可能變成一個函數(Function )。
b.在C/C++/C#，我們不可能把變數變成一個函數，因它們用不同的語法呼叫。
(函數需要加一對左右小括號)
c.對於函數，可用 &function來取此函數的地址，亦可用 *function來取此函數返回地址的內容，其使用方法跟變數一模一樣，更重要的是此一致性的功能，可整合物件導向的動態多型 (Dynamic Polymorphism ) 與委派( Delegate ) 功能，那是Jana 語言未提供的。
3.真正的模組化IC
W語言可說是模組化的軟體IC，請參考下面的例子，它不但可跨各種平台，且提供位置無關程式碼 (PIC, Position Independent Code ) 跟位置無關資料( PID, Position Independent Data )。
其函數的輸出入參數猶如硬體IC的輸出/輸入腳，所以一旦我完成Windows Forms設計，以後寫程式可像硬體一樣，只要用mouse點一點，拉一拉，便可藉由Woody發展系統 (SDK ) 內部聰明的反編譯器 (Smart Decompiler ) 自動產生程式碼。
未來W語言亦可提供VHDL/verlog 語言的功能，這項技術並不太難，因為我只是把函數的輸出入參數看成IC的輸出/輸入腳位，且把機械碼( Machine Code )換成EDIF (Electronic Design Interchange Format串列( Net List ) 即可。請參考上面方塊圖 1。
4.好的結構控制
W語言的結構控制幾乎像C/C++/C#和TAVA一樣，但功能更強，它提供4層跳出 ( break ) 迴圈，它可用在所有的結構控制，沒有例外，像 (continue ) 功能，除了像C/C++/C#使用外，亦可用在 (switch .. case) 等控制，為了節省硬體成本，我設計的微處理器只提供4層的跳出迴圈控制。
範例
控制結構
註:
1.when, continue, break .. break4, 4 levels nest can use in all structure control.
2.The SRP microprocessor will provide the zero-overhead loop for the structure control.
四、結論
SRP、W語言跟Woody's SDK，這三個元件形成強壯且堅固的三角金字塔。Woody系統是分散式的嵌入式發展系統，它可說是藝術化的產品，尤其對嵌入式系統。有些功能在主機上執行，有些功能在目標微處理器上執行，它強大而互助式的交叉編譯器功能，讓你能享受到寫程式的樂趣，而樂在其中。祝你好運！
當了二、三十年電腦工程師，一直有一個夢想，就是設計一個夠水準的微處理器。我幾乎研究過大部分你叫得出來的微處理器，不管是 MOTEL ( Motorola and Intel), ARM, MIPS, SPARC, TRANSPUTER, SH7000, LISP PROCESSOR, TI 和 Analog's(ADI’s) DSP ...等等微處理器。我費了十多年的時間，最後發現要設計微處理器並不難，癥結是在軟體並不是在硬體，因很多微處理器的功能，能用語言編譯器來簡化。於是我又開始研究資料結構、系統軟體、作業系統 (OS, Operation System), 組譯器 (Assembler)、翻譯器 (Interpreter)、編譯器 (Compiler)......等等，我還研究各種電腦語言如C/C++/C#, Java, Ruby, Python, PHP, Perl, Lua, Erlang, Forth... 等。於是我便由硬體電腦工程師跳入軟體工程師的行列。現在我結合了 Forth, C/C++/C# ...等語言和我自己的理想創造了w電腦語言。
它是我所設計微處理器 (SRP, Smart Risc Processor) 的指令集 ( Instruction Set) 且用做W-CODE的標準。
二、W電腦語言的架構
我把W語言折成兩個介面：一個是軟體語言介面，另一個是硬體微處理器介面。把W編譯器分成字串編譯器、 後位法編譯器和及時編譯器如下面 ( 圖 1 )
1. 字串編譯器: 把中位法源程式轉變成像FORTH語言的後位法字串，假如我沒記錯的話，丁陳博士曾說FORTH語言是最好的中間程式語言。現在我用它當做 W語言的中間碼。
2. 後位法編譯器: 將把後位法字串轉換成W碼。
3. 及時編譯器: 把W碼編成標的微處理器機器碼 ( machine code)。
這種結構有很多好處:
1.以軟體來講，W語言能很容易的結合其他語言。相反的，為了提高軟體的效率，甚至不用修改程式源碼語法，只要修改後位法的中間碼即可。
2.以硬體來講，只要變換及時編譯器( JIT, Just-In-Time compiler ) 即可，因此很容易地把程式放在不同的平台上執行，也就是說，設計標的編譯器 ( Target Compiler ) 非常容易。
3.我現在提供現場 ( ISD, In-Site Development ) 交叉編譯器( XTC, Cross Target Compiler) 跟 SDK( System Development Kit ).
尤其用在我設計的微處理器(SRP, Smart Risc Processor )，它裡面包含一個簡單的硬體起動器 ( SRB, Simple Resident Boot )，所以不用寫任何程式便可透過串列裝置，像RS-232、USB.....等等，主機便可跟微處理器溝通。一般的微處理器需要4k到8K的程式才可以跟它溝通。
圖 1: Woody Language 架構方塊圖
SRP
註:
1. EDIF -- Electronic Design Interchange Format
2. JIT -- Just In-time Compiler
3. SRP -- Smart Risc Processor
4. w-code -- Woody code that is SRP machine code
4. 比較Woody system 與 .NET system
1. Woody
(Target compiler)
C/C++/C# string compiler Postfix compiler JIT compiler
Java ----------------------> Postfix --------------> W-code -----------> Object code
Basic Language Interface <---| |---> Hardware interface
2. .NET system
Basic
C/C++/C# compiler JIT compiler
Java -----------------------> MSIL -----------------------> X86 Object code
Python Language Interface <---|---> Hardware interface
註:
1. MSIL -- Microsoft Intermediate Language byte code
2. Woody system 提供一語言介面,所以設計string compiler 非常容易 ,因為只要轉譯infix (中序式)string成 postfix (後序式)string即可.
3. Target compiler非常簡單,因為只要將w-code 轉成它們的 object Code即可.
三、W語言的特殊功能
1.通用翻譯器/編譯器
現在的語言主要分為翻譯器 (Interpreter ) 跟編譯器 (Compiler ) 兩種，翻譯器可互動式地寫程式，但速度較慢；編譯器速度較快，但不能提供互動式功能。
於是有人便想到何不把這兩種功能集於一身呢？像FORTH語言，其本身便有這兩種功能，即有翻譯模式跟編譯模式。因此每一個功能 (Function) 需寫考慮兩種模式-編譯器跟翻譯器語法。這種語言雖可提供互動式且速度快的功能，但對程式員還是不夠好，於是我設計了W語言。
它不僅有翻譯器互動的好處，又有編譯器快速的功能，且不像FORTH語言需考慮兩種模式。任何程序（Routines），不管編譯模式或是翻譯模式，都只要一種語法。它的原理其實很簡單，寫程式時不管翻譯模式或是編譯模式，先把程式源碼編譯成機器碼（Machine Code），如果在編譯模式那便結束。如果在翻譯模式便執行方才編譯過的機器碼。然後再把這些機器碼丟掉即可，非常簡單。
請不要因為它的簡單就輕視它。這項創舉，可能在資訊業界是一項很大的突破，它可能更甚於物件導向程式（OOP, Object-Oriented Programming）的發明，因它使寫程式變得容易且效率高，且再也不用分翻譯器與編譯器了，因翻譯器就是編譯器，編譯器就是翻譯器。這項技術我已使用多年且沒有什麼不良副作用（So far so good）。它不但有互助式的好處，且你寫的程式本身便是一種編譯器，可再編譯你的程式，因此寫出來的程式碼（Object Code）很小。
2. 一致性的功能和變數
a. 因為W語言對函數 (Functions ) 跟變數 (Variables ) 用相同的語法，只要用它們的名字即可，即呼叫功能跟存取變數一樣，所以一個變數可能變成一個函數(Function )。
b.在C/C++/C#，我們不可能把變數變成一個函數，因它們用不同的語法呼叫。
(函數需要加一對左右小括號)
c.對於函數，可用 &function來取此函數的地址，亦可用 *function來取此函數返回地址的內容，其使用方法跟變數一模一樣，更重要的是此一致性的功能，可整合物件導向的動態多型 (Dynamic Polymorphism ) 與委派( Delegate ) 功能，那是Jana 語言未提供的。
3.真正的模組化IC
W語言可說是模組化的軟體IC，請參考下面的例子，它不但可跨各種平台，且提供位置無關程式碼 (PIC, Position Independent Code ) 跟位置無關資料( PID, Position Independent Data )。
其函數的輸出入參數猶如硬體IC的輸出/輸入腳，所以一旦我完成Windows Forms設計，以後寫程式可像硬體一樣，只要用mouse點一點，拉一拉，便可藉由Woody發展系統 (SDK ) 內部聰明的反編譯器 (Smart Decompiler ) 自動產生程式碼。
未來W語言亦可提供VHDL/verlog 語言的功能，這項技術並不太難，因為我只是把函數的輸出入參數看成IC的輸出/輸入腳位，且把機械碼( Machine Code )換成EDIF (Electronic Design Interchange Format串列( Net List ) 即可。請參考上面方塊圖 1。
4.好的結構控制
W語言的結構控制幾乎像C/C++/C#和TAVA一樣，但功能更強，它提供4層跳出 ( break ) 迴圈，它可用在所有的結構控制，沒有例外，像 (continue ) 功能，除了像C/C++/C#使用外，亦可用在 (switch .. case) 等控制，為了節省硬體成本，我設計的微處理器只提供4層的跳出迴圈控制。
範例
控制結構
註:
1.when, continue, break .. break4, 4 levels nest can use in all structure control.
2.The SRP microprocessor will provide the zero-overhead loop for the structure control.
四、結論
SRP、W語言跟Woody's SDK，這三個元件形成強壯且堅固的三角金字塔。Woody系統是分散式的嵌入式發展系統，它可說是藝術化的產品，尤其對嵌入式系統。有些功能在主機上執行，有些功能在目標微處理器上執行，它強大而互助式的交叉編譯器功能，讓你能享受到寫程式的樂趣，而樂在其中。祝你好運！
