在Chisel中有没有一种公认的方法来获得Gray Code计数器？

Question

我正在寻找在Chisel3中编写计数器，将用于寻址子单元。如果计数器与某个子单元中的某个寄存器匹配，则该子单元将触发，否则不会触发。

我更希望地址循环使用格雷码，而不是二进制。用Chisel编写一个二进制计数器是很容易的，但是我没有看到提供一个格雷码计数器。

我可以编写类似于Uint和Sint的新类型，但如果它已经存在，我不愿意重新发明它。然而，我在食谱或其他文档中没有看到任何关于Gray code的内容。Github只是出现了一个面向Minecraft的repo (因为它与“Chisel”匹配) VHDL已经存在，但我想用Chisel来表达这一点。

那么，我是否错过了在Chisel中提供Gray计数器的资源？如果做不到这一点，构建一个类似于Uint的新类型是一种合理的继续进行的方式吗？

Answer 1

我快速地环顾了一下，没有找到任何和你要找的东西很像的东西。我能找到的最接近的东西是火箭芯片(https://github.com/chipsalliance/rocket-chip/blob/29ce00180f2a69947546d6385a1da86cbc584376/src/main/scala/util/AsyncQueue.scala#L49)中的一个简单的格雷计数器(https://github.com/chipsalliance/rocket-chip/blob/29ce00180f2a69947546d6385a1da86cbc584376/src/main/scala/util/AsyncQueue.scala#L49)，但它使用常规的二进制计数，然后返回一个格雷代码形式的UInt。它也没有利用任何Scala类型安全性。

我认为这将是一个合理的构建，如果你愿意，你可以把它贡献给https://github.com/freechipsproject/ip-contributions，以提高可见性。

我认为如果你想要一个合适的GrayCode类型，创建一个自定义类型是合理的。不幸的是，没有办法为Bits-like类型扩展Data (该层次结构中的所有类型都是密封的)，但是您可以创建一个包装UInt的自定义Bundle，然后实现您自己的一组操作，例如。

class GrayCode(private val w: Int) extends Bundle {
  val value = UInt(w.W)

  def +(that: GrayCode): GrayCode = ???
}
object GrayCode {
  // Lets you write GrayCode(4.W)
  // Width is defined in chisel3.internal.firrtl though which is awkward...
  def apply(width: Width): GrayCode = ???
}

这只是一个简单的草图。DSP工具库提供了用于DSP的自定义类型的示例：https://github.com/ucb-bar/dsptools

他们倾向于大量使用Scala Typeclasses，这是一个更高级的Scala特性。只是提一下，以防它们中的一些语法看起来很陌生。

Answer 2

你可能会看一下这个链接，programmersought gray code fifo，它看起来可能是相关的，但我并不熟悉它。

Answer 3

与Jack一样，我不熟悉在Gray代码中实际递增数值所需的数学运算，但类似以下代码的代码会将Gray代码转换为二进制，然后将其相加，然后再转换回Gray代码。我不确定下面的Vec()代码是否可以正常工作，但应该可以清楚地说明这一点。

import chisel3._
import chisel3.util._

class GrayCode(private val w: Int) extends Bundle {
  val value = UInt(w.W)

  def bin2grey(x : UInt) : UInt = {
    x ^ (x >> 1.U)
  }
  def grey2bin(x : UInt, n : Int) : UInt = {
    val tmp = Wire(Vec(n, Bool()))
    tmp(n-1) := x(n-1)
    for (i <- 0 to (n-2)) {
      tmp(i) := x(i) ^ tmp(i+1)
    }
    Cat(tmp.reverse)
  }
  def +(that: GrayCode): GrayCode = {
    val sum = new GrayCode(w)
    sum.value := grey2bin(bin2grey(this.value) + bin2grey(that.value), w)
    sum
  }
}