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格雷码（Gray Code）相邻的2个数值之间只会有一位发生变化，其余各位都相同。在异步FIFO中，跨时钟域传输读写指针会使用格雷码，从而大幅降低亚稳态概率，具体原因可以参考我的文章《跨时钟域传输的黄金搭档：异步FIFO与格雷码》。

格雷码的原理和编码方式可参考[1]。

本文以3bit数据为例。

二进制码转格雷码

代码：

module bin2gray(input [2:0] bin,output [2:0] gray);reg[2:0] gray,temp;always @(*) begintemp = (bin >> 1);gray[2] = bin[2];gray[1:0] = temp[1:0] ^ bin[1:0];endendmodule

格雷码转二进制码

代码：

module gray2bin(input [2:0] gray,output [2:0] bin);assign  bin[2] = gray[2];generategenvar i;for(i=0;i<2;i=i+1) begin:g2bassign bin[i] = gray[i]^bin[i+1];endendgenerateendmodule

testbench

代码：

`timescale 1ns / 1psmodule bin2gray_tb();reg [2:0] bin_data;wire [2:0] gray_data;wire [2:0] out;initialbeginbin_data = 0;#200 $stop;endalways #10 bin_data = bin_data + 1;bin2gray bin2gray0(.bin(bin_data),.gray(gray_data));     gray2bin gray2bin0(.bin(out),.gray(gray_data));               endmodule

仿真波形

参考文献

[1]梅媛,沈祖斌.格雷码的来源以及格雷码的应用[J].科技视界,2016(27):204+200.

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