格雷码是一种错误最小化的编码方式，其相邻两编码之间仅有一位不同，因此有很强的抗干扰性。在 异步FIFO 中就使用到了 Gray Code。本博文给出自然二进制码（Binary Code）与格雷码（Gray Code）相互转换的 Verilog 实现。

自然二进制码（Binary Code）转格雷码（Gray Code）

/* 
 * file     : Gray2Binary.v
 * author	: 今朝无言
 * date		: 2022-10-01
 */
module Binary2Gray(
input		[Width-1:0]	bin,
output	reg	[Width-1:0]	gray
);
parameter Width	= 8;	//二进制与格雷码位宽
// 对于二进制码 B_{n-1},B_{n-2},...B_1,B_0
// 格雷码 G_{n-1},G_{n-2},...,G_1,G_0
// 对于最高位，G_{n-1} = B_{n-1}
// 对于其他位，G_i = B_{i+1} ^ B_i，i=0,1,2,...,n-2
// 其实最高位相当于 G_{n-1} = B_n ^ B_{n-1}，而 B_n=0，因此 G_{n-1} = 0 ^ B_{n-1} = B_{n-1}

integer  i;
always @(bin) begin
	gray[Width-1]	<= bin[Width-1];
	for(i=0; i<Width-1; i=i+1) begin
		gray[i]		<= bin[i+1] ^ bin[i];
	end
end

// 下方写法相同
//assign gray = (bin >> 1) ^ bin;

endmodule

  RTL图如下：

格雷码（Gray Code）转自然二进制码（Binary Code）

/* 
 * file     : Gray2Binary.v
 * author	: 今朝无言
 * date		: 2022-10-01
 */
module Gray2Binary(
input		[Width-1:0]	gray,
output	reg	[Width-1:0]	bin
);
parameter Width	= 8;	//二进制与格雷码位宽
// 对于二进制码 B_{n-1},B_{n-2},...B_1,B_0
// 格雷码 G_{n-1},G_{n-2},...,G_1,G_0
// 对于最高位，B_{n-1} = G_{n-1}
// 对于其他位，B_i = G_i ^ B_{i+1}，i=0,1,2,...,n-2
// 最高位相当于 B_{n-1} = G_{n-1} ^ B_n，而 B_n=0，因此 B_{n-1} = G_{n-1} ^ 0 = G_{n-1}

integer i;
always @(gray) begin
	bin[Width-1]	= gray[Width-1];		//注意要使用阻塞赋值，因为使用到了本轮计算的高位结果
	for(i=Width-2; i>=0; i=i-1) begin
		bin[i]		= bin[i+1] ^ gray[i];
	end
end

endmodule

  RTL图如下：

testbench & 测试结果

  Testbench文件如下：

`timescale 1ns / 1ps

module gray_tb;
parameter Width	= 8;

reg		[Width-1:0]	bin1;
wire    [Width-1:0]	gray;
wire	[Width-1:0]	bin2;

initial begin
	#100;
	change_bin1(5);

	#100;
	change_bin1(127);

	#100;
	$stop;
end

task change_bin1;
	input	[Width-1:0]	num;
	begin
		bin1	<= num;
	end
endtask

Binary2Gray #(.Width(Width))
Binary2Gray_inst(
	.bin	(bin1),
	.gray	(gray)
);

Gray2Binary #(.Width(Width))
Gray2Binary_inst(
	.gray	(gray),
	.bin	(bin2)
);

endmodule

仿真结果如下：

最后

以上就是从容口红为你收集整理的格雷码与二进制相互转换的verilog实现自然二进制码（Binary Code）转格雷码（Gray Code）格雷码（Gray Code）转自然二进制码（Binary Code）testbench & 测试结果的全部内容，希望文章能够帮你解决格雷码与二进制相互转换的verilog实现自然二进制码（Binary Code）转格雷码（Gray Code）格雷码（Gray Code）转自然二进制码（Binary Code）testbench & 测试结果所遇到的程序开发问题。

如果觉得靠谱客网站的内容还不错，欢迎将靠谱客网站推荐给程序员好友。