Decoder, selezione one-hot e ingressi validi

Convertire un indirizzo in linee di selezione

Un decoder^{iDecoder Attiva la linea corrispondente a un codice binario. Con enable disattivato può portare tutte le uscite a 0.} a $N$ bit converte l'indirizzo nella selezione di una fra al massimo $2^N$ uscite. Con abilitazione $e$, l'uscita $d_i$ può essere definita così:

Nel decoder 2-to-4 si ha $d_0=e\overline a_1\overline a_0$, $d_1=e\overline a_1a_0$, $d_2=ea_1\overline a_0$, $d_3=ea_1a_0$. Con enable=0 tutte le uscite sono 0; con enable=1 esattamente una vale 1.

Cambiate a1a0 con enable=1: si accende una sola delle uscite da d0 a d3. Verificate anche che enable=0 spenga tutte le selezioni.

I valori predefiniti completano la funzione

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'assegnazione iniziale copre tutti i percorsi d'esecuzione e impedisce di ricordare l'uscita precedente. Scrivere soltanto always_comb non rende automaticamente corretti i rami non definiti.

Quando il numero di uscite non è una potenza di due

Per dieci dispositivi serve un indirizzo a quattro bit, ma i codici 10–15 sono invalidi. Occorre specificare una politica, per esempio tutte le uscite a 0 e un flag d'errore a 1. Un codice inutilizzato non autorizza automaticamente uscite arbitrarie.

Oltre alla corrispondenza ingresso-uscita, verificate: non si attivano mai più selezioni insieme? Con disable sono tutte spente? Queste invarianti^{iInvariante Condizione sempre vera in ogni esecuzione ammessa. Una FIFO profonda quattro contiene, per esempio, sempre da zero a quattro elementi. Approfondisci} sono cruciali per write enable delle memorie e selezione dei bus. Decoder più grandi aumentano fan-out e carico dei collegamenti d'indirizzo, motivando una decodifica gerarchica.