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Visualizador de codificadores Gray, termômetro e one-hot

· Última atualização：2026-09-20

Converte um valor de N bits em binário, Gray, one-hot e termômetro com tabela verdade de contagem, gráfico de distância Hamming e módulos Verilog/VHDL.

Detalhes

O que esta ferramenta ajuda você a fazer

Visualizador de design digital para alternativas à codificação binária em palavras de 2–6 bits.

Codificações geradas simultaneamente para o valor escolhido: binário puro; código Gray/refletido (G = B XOR (B >> 1), o código de distância unitária cujos valores adjacentes — incluindo o wrap — diferem em exatamente um bit); one-hot (2ⁿ bits, um único 1); e termômetro/unário (2ⁿ−1 bits, alinhado ao MSB, saída nativa do banco de comparadores de um ADC flash).

O gráfico de Hamming percorre cada transição de contagem e mostra o perigo ao vivo: o binário vira até todos os n bits nas fronteiras de carry (0111→1000), Gray e termômetro nunca mais que um, one-hot sempre exatamente dois. A tabela de contagem completa serve também como ordem dos eixos do mapa de Karnaugh e como padrão do disco de encoder rotativo.

Módulos HDL prontos para colar: Verilog e VHDL parametrizáveis com binário→Gray (XOR), binário→one-hot (shift dimensionado), binário→termômetro (unário alinhado ao MSB) e o decodificador Gray→binário por XOR em cascata.

Execução

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Exemplos

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Escrito pela equipe Elysia Tools

Guia de uso da ferramenta

Veja quando usar esta ferramenta, o que ela suporta e como os usuários a aplicam.

Fatos principais

Categoria
Development
Tipos de entrada
select, number, checkbox
Tipo de saída
html
Cobertura de exemplos
4
API pronta
Sim

Visão geral

O Visualizador de codificadores Gray, termômetro e one-hot permite converter e comparar valores de 2 a 6 bits em binário puro, código Gray, representação one-hot e código termômetro. A ferramenta gera gráficos de distância Hamming para análise de transições de contagem, tabelas verdade completas e blocos de código parametrizáveis prontos em Verilog e VHDL.

Quando usar

  • Ao projetar ponteiros de escrita e leitura seguros para FIFOs assíncronas entre domínios de clock diferentes.
  • Na decodificação de saídas de comparadores em conversores analógico-digitais (ADC flash) usando código termômetro.
  • Na análise de glitches lógicos e estados de transição multi-bit em encoders rotativos ou máquinas de estados finitos (FSM).

Como funciona

  1. 1Selecione a largura da palavra de 2 a 6 bits e insira o valor numérico decimal desejado.
  2. 2Escolha a linguagem HDL de saída entre Verilog, VHDL ou ambos, e marque se deseja ver a tabela de sequência completa.
  3. 3O motor calcula simultaneamente as representações em binário, código Gray (via XOR), one-hot e termômetro alinhado ao MSB.
  4. 4Visualize os bits alterados na transição, a distância Hamming ao longo de todo o ciclo de contagem e copie os módulos HDL gerados.

Casos de uso

  • Engenheiros de hardware sintetizando lógica de sincronização CDC (Clock Domain Crossing) com ponteiros Gray.
  • Estudantes de engenharia digital inspecionando transições de estados e agrupamentos de mapas de Karnaugh.
  • Desenvolvedores de FPGA implementando interfaces de leitura para encoders de posição angular absoluta.

Exemplos

1. Análise da transição crítica 7 para 8 em 4 bits

Engenheiro de FPGA

Contexto

Um projetista precisa verificar o risco de metaestabilidade na transição de contadores binários cruzando domínios de clock.

Problema

O contador binário inverte todos os 4 bits de uma vez (0111 para 1000), o que pode introduzir leituras intermediárias inválidas.

Como usar

Selecione largura de 4 bits, insira o valor decimal 8, defina HDL como Verilog e desmarque a sequência completa.

bits = 4, value = 8, outputLanguage = verilog, showFullSequence = false

Resultado

Identifica a inversão simultânea de 4 bits no binário contra apenas 1 bit no código Gray (0100 para 1100), com código Verilog pronto para síntese.

2. Geração de tabela completa para decodificador Flash ADC

Estudante de Engenharia Eletrônica

Contexto

Desenvolvimento de um decodificador de ADC Flash onde a saída dos comparadores opera em código termômetro de 4 bits.

Problema

Mapear a equivalência entre valores binários, termômetro e one-hot para 16 níveis de quantização.

Como usar

Perguntas frequentes

O que é distância Hamming e por que ela importa?

É o número de bits que mudam entre valores consecutivos; o código Gray mantém distância unitária (1 bit), prevenindo glitches e erros em sistemas assíncronos.

Qual a diferença entre a codificação one-hot e termômetro?

One-hot ativa exatamente 1 bit por estado em uma largura 2ⁿ, enquanto o código termômetro preenche cumulativamente até 2ⁿ−1 bits de acordo com a magnitude.

Quais larguras de bits são suportadas pela ferramenta?

A ferramenta suporta larguras de palavra de 2 a 6 bits, correspondendo a faixas decimais de 0–3 até 0–63.

Como o código Gray é calculado a partir do binário?

O valor em código Gray é obtido através da operação lógica bit a bit G = B XOR (B >> 1).

O código HDL gerado inclui decodificadores?

Sim, os módulos HDL fornecem conversores de binário para Gray, one-hot e termômetro, além do decodificador Gray para binário por cascata XOR.

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Converte um comando cURL em um snippet de código JavaScript axios com objeto de configuração, cabeçalhos e dados

Selecione 4 bits, defina o valor decimal 11, marque a exibição da sequência completa e configure a linguagem HDL para ambos.

bits = 4, value = 11, outputLanguage = both, showFullSequence = true

Resultado

Exibe a tabela verdade de 16 linhas com todas as codificações correspondentes e exporta os blocos de conversão em Verilog e VHDL.