Décodeurs, sélection one-hot et entrées valides

Transformer une adresse en ligne de sélection

Un décodeur^{iDécodeur Circuit activant la ligne correspondant à un code binaire. Avec enable, toutes les sorties peuvent être mises à 0 lorsqu'il est désactivé.} de $N$ bits transforme l'adresse en sélection d'une sortie parmi au plus $2^N$. Avec une autorisation $e$, la sortie $d_i$ peut se définir ainsi :

Pour un décodeur 2-vers-4, $d_0=e\overline a_1\overline a_0$, $d_1=e\overline a_1a_0$, $d_2=ea_1\overline a_0$ et $d_3=ea_1a_0$. Si enable=0, toutes les sorties valent 0 ; s'il vaut 1, exactement une sortie vaut 1.

Avec enable=1, changez a1a0 : une seule sortie d0 à d3 s'allume. Passez enable à 0 et vérifiez l'extinction de toutes les sélections.

La valeur par défaut complète la fonction

module decoder2 (
  input logic en,
  input logic [1:0] addr,
  output logic [3:0] select
);
  always_comb begin
    select = 4'b0000;
    if (en) begin
      case (addr)
        2'd0: select = 4'b0001;
        2'd1: select = 4'b0010;
        2'd2: select = 4'b0100;
        2'd3: select = 4'b1000;
        default: select = 4'b0000;
      endcase
    end
  end
endmodule

L'affectation par défaut initiale couvre tous les chemins d'exécution et évite de mémoriser l'ancienne sortie. Le nom always_comb ne rend pas automatiquement correcte une branche non définie.

Quand le nombre de sorties n'est pas une puissance de deux

Dix dispositifs demandent quatre bits d'adresse, mais les codes 10 à 15 sont invalides. Spécifiez alors une politique, par exemple toutes les sorties à 0 et un indicateur d'erreur à 1. Un code inutilisé n'autorise pas automatiquement une sortie arbitraire.

Au-delà de la correspondance entrée-sortie, vérifiez qu'aucune sélection simultanée n'est possible et que disable éteint tout. Ces invariants^{iInvariant Condition devant rester vraie dans toute exécution autorisée. Par exemple, l'occupation d'un FIFO de profondeur 4 reste toujours entre 0 et 4. En savoir plus} sont essentiels pour les autorisations d'écriture mémoire et les sélections de bus. Un grand décodeur augmente aussi le fan-out des adresses et la charge du câblage, ce qui peut justifier un décodage hiérarchique.