專(zhuān)利名稱：將一位熱碼譯碼為二進(jìn)制碼的方法及一位熱碼譯碼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及譯碼技術(shù)，尤其涉及一種將一位熱碼譯碼為二進(jìn)制碼的方法及一位熱碼譯碼器。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)中，一位熱碼(One-hot)編碼方式是一種常用的編碼方式。其特點(diǎn)為對(duì)于任何給定狀態(tài)，最多只有一個(gè)狀態(tài)位為“1”，所有其它的狀態(tài)位都為“0”。如用“0001”表示“1”，“0010”表示“2”......“1000”表示“4”等。
采用一位熱碼編碼方式的優(yōu)點(diǎn)在于易于綜合、易于尋找關(guān)鍵路徑、易于進(jìn)行靜態(tài)時(shí)序分析。具體來(lái)說(shuō)，要判斷當(dāng)前是否在某一狀態(tài)，只需要判斷相應(yīng)的狀態(tài)位是“1”還是“0”即可?？紤]一個(gè)典型的輸出，它在某些特定狀態(tài)時(shí)輸出1，剩下的狀態(tài)輸出0，則只需要將上述特定狀態(tài)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)位“或”起來(lái)即可產(chǎn)生該輸出，并且從狀態(tài)穩(wěn)定到輸出穩(wěn)定的延時(shí)很確定(一個(gè)或門(mén)的延時(shí))，因此易于綜合以及進(jìn)行靜態(tài)時(shí)序分析。另外，一位熱碼還用于多個(gè)通道中某一通道被選中的表示方式。
在某些情形下，需要將一位熱碼譯碼為二進(jìn)制碼(如8421碼、格雷碼等)，二進(jìn)制碼是一種最緊密的編碼，優(yōu)點(diǎn)在于它使用的狀態(tài)向量的位數(shù)最少。一個(gè)n位的二進(jìn)制碼可以表示最多2n的數(shù)，而n位一位熱碼編碼只能表示n個(gè)數(shù)。
下面通過(guò)一種16位一位熱碼譯碼器來(lái)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中將一位熱碼譯碼為二進(jìn)制碼的具體過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明。
請(qǐng)參閱圖1，該圖為現(xiàn)有技術(shù)中一種16位一位熱碼譯碼器的邏輯電路圖，由圖中可見(jiàn)，該16位一位熱碼譯碼器使用二選一多路選擇器及或門(mén)進(jìn)行搭建，其基本原理為通過(guò)五層二選一多路選擇器確定出輸入的16位一位熱碼中向量“1”所處的位置，然后即可根據(jù)“向量”1所處的位置將該一位熱碼轉(zhuǎn)換為所需的二進(jìn)制碼。
上述現(xiàn)有技術(shù)中的這種采用二選一多路選擇器及邏輯門(mén)搭建的一位熱碼譯碼器，由于其使用的器件較多，因此其控制邏輯復(fù)雜，并且其耗費(fèi)的資源較多，成本較高，另外，由于其采用了多達(dá)五層的二選一多路選擇器，因此其得出最終結(jié)果的時(shí)間較長(zhǎng)，速度較慢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種將一位熱碼譯碼為二進(jìn)制碼的方法及一位熱碼譯碼器，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)一位熱碼進(jìn)行譯碼時(shí)所需器件較多且控制邏輯復(fù)雜的問(wèn)題。
本發(fā)明技術(shù)方案包括一種將一位熱碼譯碼為二進(jìn)制碼的方法，包括步驟A、建立一位熱碼對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制碼矩陣；B、將輸入的一位熱碼分別與矩陣各列的向量做“與”操作，或者分別按照矩陣各列中向量“1”所處的位置從輸入的一位熱碼中提取相應(yīng)位置的向量做“或”操作；C、根據(jù)二進(jìn)制矩陣的列排序情況拼接所述操作結(jié)果，得到的碼字序列即為輸入的一位熱碼對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制碼碼字序列。
較佳的，所述步驟A具體包括步驟確定一位熱碼對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制碼的碼字長(zhǎng)度Lb，Lb為大于log2(Lo)的最小整數(shù)，其中Lo為一位熱碼的碼字長(zhǎng)度；建立一位熱碼對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制碼矩陣，矩陣中二進(jìn)制碼的列數(shù)等于二進(jìn)制碼的碼字長(zhǎng)度Lb。
較佳的，所述步驟B具體包括步驟
確定矩陣中各列二進(jìn)制碼對(duì)應(yīng)的掩碼碼字Mn，Mn＝{P(i，j-n)，P(i-1，j-n)，…，P(0，j-n)}，其中P(i，j)為矩陣中第i行，第j列的二進(jìn)制碼字；將輸入的一位熱碼分別與矩陣各列對(duì)應(yīng)的掩碼碼字Mn做“與”操作，或者按照矩陣各列對(duì)應(yīng)的掩碼碼字Mn中向量“1”所處的位置分別從輸入的一位熱碼中提取相應(yīng)位置的向量做“或”操作。
較佳的，所述二進(jìn)制碼為8421碼或格雷碼。
一種一位熱碼譯碼器，包括邏輯運(yùn)算模塊，用于根據(jù)一位熱碼對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制矩陣將輸入的一位熱碼分別與矩陣中各列的向量做“與”操作，或者按照矩陣各列中向量“1”所處的位置分別從輸入的一位熱碼中提取相應(yīng)位置的向量做“或”操作；排序模塊，用于根據(jù)二進(jìn)制矩陣的列排序情況拼接邏輯運(yùn)算模塊輸出的操作結(jié)果，得到的碼字序列即為輸入的一位熱碼對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制碼碼字序列。
較佳的，所述邏輯運(yùn)算模塊中進(jìn)一步包括若干個(gè)碼字確定子模塊，每個(gè)碼字確定子模塊與矩陣中的一列二進(jìn)制碼相對(duì)應(yīng)，用于將輸入的一位熱碼與該列二進(jìn)制碼的向量值做“與”操作，或者按照該列二進(jìn)制中值為“1”的向量位置從輸入的一位熱碼中提取相應(yīng)位置的向量值做“或”操作。
較佳的，所述二進(jìn)制碼為8421碼或格雷碼。
本發(fā)明的一位熱碼譯碼器只需兩層功能模塊即可實(shí)現(xiàn)，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)一位熱碼進(jìn)行譯碼時(shí)所需器件較多且控制邏輯復(fù)雜的問(wèn)題，使得一位熱碼譯碼器的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)得到了簡(jiǎn)化，降低了產(chǎn)品成本，同時(shí)提高了譯碼速度，并且本發(fā)明的譯碼方式的可擴(kuò)展性很強(qiáng)，無(wú)論多少位的一位熱碼，無(wú)論輸出的二進(jìn)制碼為何種要求，都可以根據(jù)計(jì)算公式得到掩碼。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一種16位的一位熱碼譯碼器的邏輯電路圖；圖2為本發(fā)明將一位熱碼譯碼為二進(jìn)制碼的方法的實(shí)現(xiàn)原理流程圖；
圖3為本發(fā)明一位熱碼譯碼器的結(jié)構(gòu)框圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例一中將16位的一位熱碼譯碼為8421碼的流程圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例一中16位的一位熱碼譯碼器的電路原理圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例二中將16位的一位熱碼譯碼為格雷碼的流程圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例二中16位的一位熱碼譯碼器的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式
為解決現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)一位熱碼進(jìn)行譯碼時(shí)所需器件較多且控制邏輯復(fù)雜的問(wèn)題，本發(fā)明通過(guò)建立一位熱碼對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制碼矩陣，將輸入的一位熱碼分別與矩陣中各列二進(jìn)制碼的向量值做“與”操作，或者分別按照各列二進(jìn)制碼中值為“1”的向量位置從輸入的一位熱碼中提取相應(yīng)位置的向量值做“或”操作，然后根據(jù)二進(jìn)制矩陣的列排序情況拼接所述操作結(jié)果，得到輸入的一位熱碼對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制碼字序列。采用上述方式對(duì)一位熱碼進(jìn)行譯碼時(shí)，一位熱碼譯碼器只需兩層功能模塊即可構(gòu)建，從而使一位熱碼譯碼器的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)得到了簡(jiǎn)化，降低了產(chǎn)品成本，同時(shí)提高了譯碼速度。
請(qǐng)參閱圖2，該圖為本發(fā)明將一位熱碼譯碼為二進(jìn)制碼的方法的實(shí)現(xiàn)原理流程圖，其主要包括步驟步驟S20、確定一位熱碼對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制碼的碼字長(zhǎng)度Lb，Lb為大于log2(Lo)的最小整數(shù)，其中Lo為一位熱碼的碼字長(zhǎng)度；步驟S21、建立一位熱碼對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制碼矩陣，矩陣中二進(jìn)制碼的列數(shù)等于二進(jìn)制碼的碼字長(zhǎng)度Lb；步驟S22、確定矩陣中各列二進(jìn)制碼對(duì)應(yīng)的掩碼碼字Mn，Mn＝{P(i，j-n)，P(i-1，j-n)，…，P(0，j-n)}，其中P(i，j)為矩陣中第i行，第j列的二進(jìn)制碼字；步驟S23、將輸入的一位熱碼分別與矩陣各列對(duì)應(yīng)的掩碼碼字Mn做“與”操作，或者按照矩陣各列對(duì)應(yīng)的掩碼碼字Mn中向量“1”所處的位置分別從輸入的一位熱碼中提取相應(yīng)位置的向量做“或”操作；
步驟S24、根據(jù)二進(jìn)制矩陣的列排序情況拼接所述操作結(jié)果，得到的碼字序列即為輸入的一位熱碼對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制碼碼字序列。
相應(yīng)于上述方法，本發(fā)明進(jìn)而提出了一種一位熱碼譯碼器，請(qǐng)參閱圖3，該圖為本發(fā)明一位熱碼譯碼器的結(jié)構(gòu)框圖，其主要包括邏輯運(yùn)算模塊和排序模塊，其中各個(gè)模塊的主要作用如下邏輯運(yùn)算模塊，用于根據(jù)一位熱碼對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制矩陣將輸入的一位熱碼分別與矩陣中各列的向量做“與”操作，或者按照矩陣各列中向量“1”所處的位置分別從輸入的一位熱碼中提取相應(yīng)位置的向量做“或”操作；排序模塊，用于根據(jù)二進(jìn)制矩陣的列排序情況拼接邏輯運(yùn)算模塊輸出的操作結(jié)果，得到的碼字序列即為輸入的一位熱碼對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制碼碼字序列。
其中所述邏輯運(yùn)算模塊中進(jìn)一步包括若干個(gè)碼字確定子模塊，每個(gè)碼字確定子模塊與矩陣中的一列二進(jìn)制碼相對(duì)應(yīng)，用于將輸入的一位熱碼與該列二進(jìn)制碼的向量值做“與”操作，或者按照該列二進(jìn)制中值為“1”的向量位置從輸入的一位熱碼中提取相應(yīng)位置的向量值做“或”操作。
下面將通過(guò)兩個(gè)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程做進(jìn)一步詳細(xì)的闡述，其中實(shí)施例一描述了將16位的一位熱碼譯碼為8421碼的具體過(guò)程及相應(yīng)的一位熱碼譯碼器，實(shí)施例二描述了將16位的一位熱碼譯碼為格雷碼的具體過(guò)程及相應(yīng)的一位熱碼譯碼器。
實(shí)施例一請(qǐng)參閱圖4，該圖為本發(fā)明實(shí)施例一中將16位的一位熱碼譯碼為8421碼的流程圖，其主要包括步驟步驟S40、確定16位的一位熱碼對(duì)應(yīng)的8421碼的碼字長(zhǎng)度Lb，由于Lb＝cell(log2(Lo))，其中cell(X)表示取大于X的最小整數(shù)，Lo為一位熱碼的碼字長(zhǎng)度，因此16位的一位熱碼對(duì)應(yīng)的8421碼的碼字長(zhǎng)度等于5。
步驟S41、建立16位的一位熱碼對(duì)應(yīng)的8421碼矩陣，矩陣中8421碼的列數(shù)等于步驟S40中確定的8421碼的碼字長(zhǎng)度4，本步驟中建立的8421碼矩陣如下表所示

步驟S42、確定矩陣中各列8421碼對(duì)應(yīng)的掩碼碼字Mn，Mn＝{P(i，j-n)，P(i-1，j-n)，…，P(0，j-n)}，其中P(i，j)為矩陣中第i行，第j列的8421碼字；M0＝{0101_0101_0101_0101}M1＝{0110_0110_0110_0110}M2＝{0111_1000_0111_1000}M3＝{0111_1111_1000_0000}M4＝{1000_0000_0000_0000}步驟S43、將輸入的16位一位熱碼分別與矩陣各列對(duì)應(yīng)的掩碼碼字M0、M1、M2、M3和M4做“與”操作，得到t0、t1、t2、t3和t4；或者分別按照矩陣各列對(duì)應(yīng)的掩碼碼字M0、M1、M2、M3和M4中向量“1”所處的位置從輸入的一位熱碼中提取相應(yīng)位置的向量做“或”操作，得到t0、t1、t2、t3和t4；步驟S44、根據(jù)上述8421碼矩陣的列排序情況拼接所述操作結(jié)果，得到的碼字序列{t4，t3，t2，t1，t0}，該序列即為輸入的一位熱碼對(duì)應(yīng)的8421碼碼字序列。
另外，當(dāng)輸入的16位的一位熱碼為全零時(shí)，通過(guò)上述方式也可同樣將該全零的16位的一位熱碼譯碼為相應(yīng)的8421碼。
請(qǐng)參閱圖5，該圖為本發(fā)明實(shí)施例一中16位的一位熱碼譯碼器的電路原理圖，其中邏輯運(yùn)算模塊用于按照8421碼矩陣中各列向量“1”所處的位置分別從輸入的一位熱碼中提取相應(yīng)位置的向量做“或”操作；排序模塊用于根據(jù)8421碼矩陣的列排序情況拼接邏輯運(yùn)算模塊輸出的操作結(jié)果，得到輸入的一位熱碼對(duì)應(yīng)的8421碼碼字序列。所述邏輯運(yùn)算模塊中進(jìn)一步包括5個(gè)碼字確定子模塊，每個(gè)碼字確定子模塊與矩陣中的一列8421碼的掩碼碼字Mn相對(duì)應(yīng)，用于按照該掩碼碼字Mn中值為“1”的向量位置從輸入的一位熱碼中提取相應(yīng)位置的向量值做“或”操作。
實(shí)施例二請(qǐng)參閱圖6，該圖為本發(fā)明實(shí)施例二中將16位的一位熱碼譯碼為格雷碼的流程圖，其主要包括步驟步驟S60、確定16位的一位熱碼對(duì)應(yīng)的格雷碼的碼字長(zhǎng)度Lb，由于Lb＝cell(log2(Lo))，其中cell(X)表示取大于X的最小整數(shù)，Lo為一位熱碼的碼字長(zhǎng)度，因此16位的一位熱碼對(duì)應(yīng)的格雷碼的碼字長(zhǎng)度等于5。
步驟S61、建立16位的一位熱碼對(duì)應(yīng)的格雷碼矩陣，矩陣中格雷碼的列數(shù)等于步驟S60中確定的格雷碼的碼字長(zhǎng)度4，本步驟中建立的格雷碼矩陣如下表所示


步驟S62、確定矩陣中各列格雷碼對(duì)應(yīng)的掩碼碼字Mn，Mn＝{P(i，j-n)，P(i-1，j-n)，…，P(0，j-n)}，其中P(i，j)為矩陣中第i行，第j列的格雷碼碼字；M0＝{0011_0011_0011_0011}M1＝{0001_1110_0001_1110}M2＝{0000_0111_1111_1000}M3＝{1111_1111_1000_0000}M4＝{1000_0000_0000_0000}步驟S63、將輸入的16位一位熱碼分別與矩陣各列對(duì)應(yīng)的掩碼碼字M0、M1、M2、M3和M4做“與”操作，得到t0、t1、t2、t3和t4；或者分別按照矩陣各列對(duì)應(yīng)的掩碼碼字M0、M1、M2、M3和M4中向量“1”所處的位置從輸入的一位熱碼中提取相應(yīng)位置的向量做“或”操作，得到t0、t1、t2、t3和t4；步驟S64、根據(jù)上述格雷碼矩陣的列排序情況拼接所述操作結(jié)果，得到的碼字序列{t4，t3，t2，t1，t0}，該序列即為輸入的一位熱碼對(duì)應(yīng)的格雷碼碼字序列。
另外，當(dāng)輸入的16位的一位熱碼為全零時(shí)，通過(guò)上述方式也可同樣將該全零的16位的一位熱碼譯碼為相應(yīng)的格雷碼。
請(qǐng)參閱圖7，該圖為本發(fā)明實(shí)施例二中16位的一位熱碼譯碼器的電路原理圖，其中邏輯運(yùn)算模塊用于按照格雷碼矩陣中各列向量“1”所處的位置分別從輸入的一位熱碼中提取相應(yīng)位置的向量做“或”操作；排序模塊用于根據(jù)格雷碼矩陣的列排序情況拼接邏輯運(yùn)算模塊輸出的操作結(jié)果，得到輸入的一位熱碼對(duì)應(yīng)的格雷碼碼字序列。所述邏輯運(yùn)算模塊中進(jìn)一步包括5個(gè)碼字確定子模塊，每個(gè)碼字確定子模塊與矩陣中的一列格雷碼的掩碼碼字Mn相對(duì)應(yīng)，用于按照該掩碼碼字Mn中值為“1”的向量位置從輸入的一位熱碼中提取相應(yīng)位置的向量值做“或”操作。
與傳統(tǒng)的一位熱碼譯碼器相比，采用本發(fā)明的譯碼原理構(gòu)建的的一位熱碼譯碼器只需兩層功能模塊即可實(shí)現(xiàn)，從而使一位熱碼譯碼器的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)得到了簡(jiǎn)化，降低了產(chǎn)品成本，同時(shí)提高了譯碼速度，并且本發(fā)明的譯碼方式的可擴(kuò)展性很強(qiáng)，無(wú)論多少位的一位熱碼，無(wú)論輸出的二進(jìn)制碼為何種要求，都可以根據(jù)計(jì)算公式得到掩碼。
顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種將一位熱碼譯碼為二進(jìn)制碼的方法，其特征在于，包括步驟A、建立一位熱碼對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制碼矩陣；B、將輸入的一位熱碼分別與矩陣各列的向量做“與”操作，或者分別按照矩陣各列中向量“1”所處的位置從輸入的一位熱碼中提取相應(yīng)位置的向量做“或”操作；C、根據(jù)二進(jìn)制矩陣的列排序情況拼接所述操作結(jié)果，得到的碼字序列即為輸入的一位熱碼對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制碼碼字序列。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟A具體包括步驟確定一位熱碼對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制碼的碼字長(zhǎng)度Lb，Lb為大于log2(Lo)的最小整數(shù)，其中Lo為一位熱碼的碼字長(zhǎng)度；建立一位熱碼對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制碼矩陣，矩陣中二進(jìn)制碼的列數(shù)等于二進(jìn)制碼的碼字長(zhǎng)度Lb。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步驟B具體包括步驟確定矩陣中各列二進(jìn)制碼對(duì)應(yīng)的掩碼碼字Mn，Mn＝{P(i，j-n)，P(i-1，j-n)，…，P(0，j-n)}，其中P(i，j)為矩陣中第i行，第j列的二進(jìn)制碼字；將輸入的一位熱碼分別與矩陣各列對(duì)應(yīng)的掩碼碼字Mn做“與”操作，或者按照矩陣各列對(duì)應(yīng)的掩碼碼字Mn中向量“1”所處的位置分別從輸入的一位熱碼中提取相應(yīng)位置的向量做“或”操作。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述二進(jìn)制碼為8421碼或格雷碼。
5.一種一位熱碼譯碼器，其特征在于，包括邏輯運(yùn)算模塊，用于根據(jù)一位熱碼對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制矩陣將輸入的一位熱碼分別與矩陣中各列的向量做“與”操作，或者按照矩陣各列中向量“1”所處的位置分別從輸入的一位熱碼中提取相應(yīng)位置的向量做“或”操作；排序模塊，用于根據(jù)二進(jìn)制矩陣的列排序情況拼接邏輯運(yùn)算模塊輸出的操作結(jié)果，得到的碼字序列即為輸入的一位熱碼對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制碼碼字序列。
6.如權(quán)利要求5所述的一位熱碼譯碼器，其特征在于，所述邏輯運(yùn)算模塊中進(jìn)一步包括若干個(gè)碼字確定子模塊，每個(gè)碼字確定子模塊與矩陣中的一列二進(jìn)制碼相對(duì)應(yīng)，用于將輸入的一位熱碼與該列二進(jìn)制碼的向量值做“與”操作，或者按照該列二進(jìn)制中值為“1”的向量位置從輸入的一位熱碼中提取相應(yīng)位置的向量值做“或”操作。
7.如權(quán)利要求4或5所述的一位熱碼譯碼器，其特征在于，所述二進(jìn)制碼為8421碼或格雷碼。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種將一位熱碼譯碼為二進(jìn)制碼的方法及一位熱碼譯碼器，所述方法包括建立一位熱碼對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制碼矩陣，將輸入的一位熱碼分別與矩陣各列的向量做“與”操作，或者分別按照矩陣各列中向量“1”所處的位置從輸入的一位熱碼中提取相應(yīng)位置的向量做“或”操作，根據(jù)二進(jìn)制矩陣的列排序情況拼接所述操作結(jié)果，得到的碼字序列即為輸入的一位熱碼對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制碼碼字序列；所述一位熱碼譯碼器包括邏輯運(yùn)算模塊和排序模塊。本發(fā)明使得一位熱碼譯碼器的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)得到了簡(jiǎn)化，降低了產(chǎn)品成本，同時(shí)提高了譯碼速度。
文檔編號(hào)H03M7/04GK101079636SQ20071011906
公開(kāi)日2007年11月28日 申請(qǐng)日期2007年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月19日
發(fā)明者鄒楊 申請(qǐng)人:北京中星微電子有限公司