one-hot

Le code one-hot est une méthode de représentation d'un état ou d'une valeur discrète utilisant un groupe de bits, où exactement un bit est mis au niveau logique 1 (haut) et tous les autres sont à 0 (bas). Si vous avez n états possibles, vous avez besoin de n bits pour les représenter. Par exemple, un code one-hot de 4 bits pour sélectionner l'un des quatre états pourrait ressembler à 0001, 0010, 0100 ou 1000, selon l'état actif.

L'encodage one-hot diffère fondamentalement du comptage binaire. Le binaire standard utilise le nombre minimum de bits (pour quatre états, seulement 2 bits suffisent : 00, 01, 10, 11), mais vous oblige à décoder le résultat. Le one-hot utilise plus de fils ou de bascules, mais élimine le surcoût de décodage. Un circuit décodeur ou des portes logiques sont nécessaires pour générer du one-hot à partir du binaire standard, ou pour reconvertir le one-hot dans un autre format.

Applications courantes dans le contrôle et la sélection

Le one-hot excelle dans le contrôle de multiplexeurs, la conception de machines d'état et l'encodage de priorité. Dans un multiplexeur sélectionnant l'une des huit lignes d'entrée, les signaux de commande one-hot se mappent directement aux portes de sélection avec un délai logique minimal. Les encodeurs de priorité produisent souvent du one-hot pour identifier quelle ligne d'interruption a été activée en premier. Les FPGA (Field-Programmable Gate Arrays) et les machines d'état asynchrones privilégient le one-hot parce que le matériel représente directement le concept : une seule chose est vraie à la fois.

Le principal inconvénient est la consommation de ressources. Une représentation one-hot gaspille des bits par rapport au binaire ; représenter 256 états nécessite 256 bits one-hot, mais seulement 8 bits binaires. Dans les grandes conceptions, cela se traduit par plus d'interconnexions, plus de puissance et plus de surface de silicium. Les circuits de détection doivent également garantir que les états corrompus (aucun bit activé, ou plusieurs bits activés) sont gérés en toute sécurité.

Le terme provient de l'idée que l'encodage contient exactement un signal "chaud" (actif, haut) à tout moment. Dans la conception matérielle, le one-hot simplifie la synchronisation et le décodage au prix de la largeur, ce qui en fait le choix préféré lorsque la vitesse et la clarté sont plus importantes que la densité du code.