مشفر الأولوية

مُشفِّر الأولوية هو دائرة أو خوارزمية تضغط مدخلات ثنائية متعددة إلى عدد أقل من المخرجات، على غرار المُشفِّر البسيط . مخرج مُشفِّر الأولوية هو التمثيل الثنائي لمؤشر الخط المُفعَّل الأكثر أهمية . وعلى عكس المُشفِّر البسيط، إذا كان مدخلان أو أكثر لمُشفِّر الأولوية نشطين في الوقت نفسه، فإن المدخل ذو الأولوية الأعلى له الأولوية . يُعدّ مُشفِّر الأولوية تحسينًا للمُشفِّر البسيط لأنه يستطيع التعامل مع جميع تركيبات المدخلات الممكنة، ولكن على حساب منطق إضافي. ^{[ 1 ]}

تشمل تطبيقات مشفرات الأولوية استخدامها في وحدات التحكم في المقاطعات (للسماح لبعض طلبات المقاطعة بأن تكون لها أولوية أعلى من غيرها)، والترميز العشري أو الثنائي ، والتحويل من تناظري إلى رقمي / من رقمي إلى تناظري . ^{[ 2 ]}

يُعرض جدول الحقيقة لمشفّر أولوية أحادي البت من 4 إلى 2، حيث تُعرض المدخلات بترتيب تنازلي للأولوية من اليسار إلى اليمين، ويشير الرمز "x" إلى قيمة غير مهمة - أي أن أي قيمة إدخال تُنتج نفس المخرج لأنها تُستبدل بقيمة إدخال ذات أولوية أعلى. ويشير المخرج "v" (المضمن عادةً ^{[ a ]} ) إلى ما إذا كان الإدخال صالحًا أم لا.

يمكن توصيل أجهزة التشفير ذات الأولوية بسهولة في مصفوفات لتكوين أجهزة تشفير أكبر، مثل جهاز تشفير واحد من 16 إلى 4 مصنوع من ستة أجهزة تشفير ذات أولوية من 4 إلى 2 - أربعة أجهزة تشفير من 4 إلى 2 متصلة بمصدر الإشارة الخاص بها، ويأخذ جهازا التشفير المتبقيان مخرجات الأجهزة الأربعة الأولى كمدخلات.

المصادر: ^{[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]}

يستقبل مُشفِّر الأولوية، والذي يُسمى أيضًا كاشف الصفر البادئ (LZD) أو عداد الصفر البادئ (LZC)،${\displaystyle n}$يستقبل متجه إدخال مكون من n بت، ويكشف عن فهرس أول رقم ثنائي '1' فيه. تشير الإشارة الصحيحة إلى ما إذا تم الكشف عن أي رقم ثنائي '1' في متجه الإدخال، وبالتالي يكون الفهرس صحيحًا.

يمكن إنشاء مشفرات الأولوية بكفاءة عن طريق الاستدعاء الذاتي. يتم تقسيم متجه الإدخال إلى${\displaystyle k}$أجزاء متساوية مع${\displaystyle n/k}$بتات. مُشفِّر أولوية${\displaystyle {\textrm {PE}}_{ن/ك}}$يتم تطبيق عرض أضيق قدره 𝑛/𝑘 على كل جزء. البت الصالح لكل جزء${\displaystyle k}$${\displaystyle {\textrm {PE}}_{ن/ك}}$يذهب إلى${\displaystyle k}$قليل${\displaystyle {\textrm {PE}}_{ن/ك}}$للكشف عن أول جزء صالح. يمثل موقع هذا الجزء الجزء الأعلى من الفهرس الإجمالي، ويحدد الموقع الدقيق داخل الجزء نفسه لإنتاج الجزء الأدنى من الفهرس الإجمالي.

عمق الهيكل المقترح هو${\displaystyle \lceil \log _{k}n\rceil }$، بينما يكون تعقيد منطقة الأجهزة${\displaystyle {\mathcal {O}}(n)}$في حال استخدام جهاز ستراتيكس V من شركة ألترا أو جهاز مكافئ،${\displaystyle k=4}$يوصى به لتحقيق أداء أعلى وضغط المساحة، حيث يمكن تنفيذ المضاعف باستخدام 6-LUT، وبالتالي ALM كامل.

يتوفر مولد Verilog مفتوح المصدر لخوارزمية التشفير التكراري للأولوية عبر الإنترنت. ^{[ 6 ]}

فيما يلي وصف سلوكي لمشفّر الأولوية في لغة فيريلوج. ^{[ 6 ]} في هذه الحالة، يكون للبت الأقل أهمية (LSB) أعلى أولوية.

// وصف سلوكي لمشفّر الأولوية؛// https://github.com/AmeerAbdelhadi/Indirectly-Indexed-2D-Binary-Content-Addressable-Memory-BCAMوحدة pe_bhv#( parameter OHW = 512 ) // عرض إدخال التشفير أحادي الترميز( إدخال clk ، // ساعة لمشفر الأولوية المتسلسلinput rst , // إعادة ضبط السجلات لمشفر الأولوية ذي الأنابيبinput [ OHW - 1 : 0 ] oht , // one-hot input / [ OHW -1:0]output reg [ `log2 ( OHW ) - 1 : 0 ] bin , // أول فهرس '1' / [`log2(OHW)-1:0]output reg vld ); // الملف الثنائي صالح إذا تم العثور عليه// استخدم حلقة while لطول حلقة غير ثابت// يمكن توليفها بشكل جيد باستخدام برنامج Quartus II من إنتلدائماً @( * ) بدايةbin = { `log2 ( OHW ){ 1 'b0 }};vld = oht [ bin ] ;بينما يبدأ (( ! vld ) && ( bin != ( OHW - 1 )))bin = bin + 1 ;vld = oht [ bin ];نهايةنهايةوحدة طرفية

دائرة التشفير البسيطة هي محول من نوع "واحد ساخن" إلى ثنائي. بمعنى آخر، إذا كان هناك 2^ ⁿ خط إدخال، ولن يكون هناك سوى خط واحد على الأكثر في حالة عالية، فإن الشفرة الثنائية لهذا الخط "الساخن" تُنتج على خطوط الإخراج ذات n بت.