原创 关于格雷码和格雷码计数器

       由于在异步fifo设计中要用到格雷码计数器，所以先来了解一下什么是格雷码吧。

       1、什么是格雷码？

       google搜索一下不难找到答案：

       格雷码（英文：Gray Code, Grey Code,又称作葛莱码，二进制循环码）

是1880年由法国工程师Jean-Maurice-Emlle Baudot发明的一种编码，是一种绝对编码方式。

   典型格雷码是一种具有反射特性和循环特性的单步自补码，它的循环、单步特性消除了随机取数时出现重大误差的可能，它的反射、自补特性使得求反非常方便。

    格雷码属于可靠性编码，是一种错误最小化的编码方式，因为，虽然自然二进制码可以直接由数/模转换器转换成模拟信号，但在某些情况，例如从十进制的3转换为4时二进制码的每一位都要变，能使数字电路产生很大的尖峰电流脉冲。而格雷码则没有这一缺点，它在相邻位间转换时，只有一位产生变化。它大大地减少了由一个状态到下一个状态时逻辑的混淆。由于这种编码相邻的两个码组之间只有一位不同，因而在用于风向的转角位移量－数字量的转换中，当风向的转角位移量发生微小变化(而可能引起数字量发生变化时，格雷码仅改变一位，这样与其它编码同时改变两位或多位的情况相比更为可靠，即可减少出错的可能性。

      格雷码不是权重码，每一位码没有确定的大小，不能直接进行比较大小和算术运算，要经过一次码变换，变成自然二进制码,再由上位机读取。

    2、格雷码的转换：  

   一般的,普通二进制码与格雷码可以按以下方法互相转换:

　　二进制码->格雷码（编码）：从最右边一位起，依次将每一位与左边一位异或(XOR)，作为对应格雷码该位的值，最左边一位不变(相当于左边是0)；

　　格雷码-〉二进制码（解码）：从左边第二位起，将每位与左边一位解码后的值异或，作为该位解码后的值（最左边一位依然不变）。

    3、格雷码计数器：

    这是网上找到的4bit格雷码计数器代码：https://static.assets-stash.eet-china.com/album/old-resources/2009/6/18/4191d1c9-6efc-48ee-b493-8211a1b681c9.rar。下面是仿真波形：

    经过修改后得到任意bit格雷码计数器：https://static.assets-stash.eet-china.com/album/old-resources/2009/6/18/68da65a8-fd63-4336-ac28-4e442dc7eb11.rar；以及测试激励：https://static.assets-stash.eet-china.com/album/old-resources/2009/6/18/7ffd2079-2e6f-4246-bd84-8598b4120bf9.rar。这是完整的QuartusII工程：https://static.assets-stash.eet-china.com/album/old-resources/2009/6/19/ec1fb2e7-ba15-4c2e-8e7f-74fc10fc993f.rar。

    4、另外一种Gray码设计

    5、一句话解决自然码向格雷码转换：

    wgraynext <= wbinnext xor ('0'&wbinnext(ASize downto 1));