数字电子技术基础（五）：编码器

编码器：在数字系统中，为了区分一系列不同的事物，将其中的每个事物用一个二值码来表示。
编码尽量要求：将多个输入的状态用最少资源来表示。

编码器大致有两种分类，一种是普通编码器，一种是优先编码器。

1、普通编码器

在普通编码器中，任何时刻只允许输入一个信号，否则输出会发生混乱。但是一般在设计普通编码器的时候，一般会有default状态，即在输入不是任何一种有效输入的情况下会指定输出一个值。

下面举个4-2编码器的例子，因为有四个输入，所以用两位二进制 数来表示，能表示完全，也最节约资源，也符合编码节约资源的要求。当然3位也能表示，不过就浪费了一位。

//4-2编码器的主要代码
case（state_in）
	4'b0001: state_out <= 00;
	4'b0010: state_out <= 01;
	4'b0100: state_out <= 10;
	4'b1000: state_out <= 11;
	default: state_out <= 00;
endcase

在设计4-2编码器的Verilog代码中，可以看到，输入的四个状态只有一位是输入了1，这就是同时只有一个输入。
即使输入不是0001,0010,0100,1000这四种状态，假设输入0111，因为0111不在前四个有效状态中，会进入到default的case中，最终也会输出一个00，具体是多少，看自己设计要求。

而在芯片设计中，肯定也有这种设计，但是最好还是不要同时输入多个值，不然输出的值与自己的预期不符。

下面看看8-3普通编码器的真值表：

假设要编码15种状态的话，应该用多少位呢，用3位表示不全，但是4位又多了一个，当然最后应该用4位，因为要在保证完全表示的情况下再考虑节约资源

2、优先编码器

优先编码器允许同时输入两个及以上的编码信号。不过在设计优先编码器时，已经将所有的输入信号按照优先顺序排了队，当几个输入信号同时出现时，只对其中一个优先权最高的一个进行编码。

下面举一个8-3优先编码器74HC148的例子

从这个表中可以看出，74HC148有一个控制信号S’；当S’ = 0时，编码器才能正常工作，否则输出全为1。
当I7 = 0,时，不管其它位为多少，最终都先编码I7，输出000，I7优先级最高
当I7 = 1,I6 = 0时，不管其它位为多少，最终编码I6，输出001，I6优先级次高
可以看出编码优先级从高到低依次为：I7，I6，I5，I4，I3，I2，I1，I0。

我们可以看到，输出里面还有Ys’和 Yex’
那么表中的Ys’和 Yex’的作用是什么呢？

Ys’和Yex’用来区分当前芯片的工作状态是什么,给主机反馈一个信息。

假设Ys’和Yex’ 输出1 1，就说明此时芯片没有正常工作，处于锁住状态，虽然Y0Y1Y2 输出 1 1 1，但并不是对0 1 1 1 1 1 1 1编码得到的输出，输出不能用。
假设Ys’和Yex’ 输出0 1，就说明此时芯片，输入全为高，虽然处于选通状态，但是Y0Y1Y2Y的1 1 1并不是对0 1 1 1 1 1 1 1编码出来的，输出不能用。
假设Ys’和Yex’ 输出1 0，就说明此时芯片正常工作，所有输出均是编码出来的，可以使用。

这个在设计的时候可以借鉴，可以给主机反馈信息，这个很重要。