二进制到灰度的转换

Question

module binarytogray #(
 parameter PTR=2
)(
 input  logic [PTR:0] binary_value,
 output logic [PTR:0] gray_value
);

genvar i;    
generate
for(i=0;i<PTR;i=i+1) begin:for_loop
  assign gray_value[i]=binary_value[i]^binary_value[i+1];
end
endgenerate

  assign gray_value[PTR]=binary_value[PTR];
endmodule

这个二进制到灰度的转换代码是一本书中的一个例子。有谁能解释一下：

assign gray_value[i]=binary_value[i]^binary_value[i+1];

我不能理解这种从二进制转换为格雷码的特定XOR操作。

EDAplayground上的示例。

Answer 1

^是一个异或(异或)运算符。

A B | Result
----+-------
0 0 |  0
0 1 |  1
1 0 |  1
1 1 |  0

i只是循环中当前和最后位置的索引。

(一元) Xor还可以用作缩减操作符，以生成单词的奇偶校验：

^4'b0001 => 1'b1
^4'b0101 => 1'b0

Answer 2

一种更紧凑的解决方案(尽管功能相同)是：

assign gray_value[PTR:0] = binary_value[PTR:0] ^ {1'b0, binary_value[PTR:1]};

这避免了生成块和循环，但仍然对除MSB之外的所有位执行逐位XOR。

你确实需要循环的地方是在另一个方向(从灰色到二进制)：

always_comb begin
  binary_value[PTR] = gray_value[PTR];

  for(int i=PTR-1; i>=0; i--) begin
    binary_value[i] = gray_value[i] ^ binary_value[i+1];
  end
end

Answer 3

这就是转换的工作方式。如果您遵循此图像，您将看到与您的Verilog代码基本相同的操作。

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