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    状态机

    偏基础:berkeley: Finite State Machines in Verilog

    好文:数字集成电路设计-12-状态机

    在FPGA的电路实现当中FSM的应用是非常广泛的。根据状态机的输出得出的方式状态机可以分成两个大类,第一个是Moore型状态机,Moore型状态机的输出只与当前状态有关,一种状态就对应着一种输出。Mealy型状态机不仅与当前的FSM的状态有关,还与当前状态机的输入有关。相对来说,Moore机的状态更加稳定可靠,设计起来更容易理解。

    使用verilog语言创建一个FSM模型,一般要经过以下几步:

    • 首先是对FSM当中出现的状态进行编码;
    • 对FSM的当前状态进行跟踪;
    • 执行状态转换;
    • 执行新旧状态的转换;
    • 基于当前状态对输出进行赋值;

    Xilinx官网给了一个FSM的实现例子,可以参见这个网页。代码如下

    // State Machine with single sequential block
    // 
    //  This example shows the use of the Vivado "fsm_encoding" attribute
    //
    //  Acceptable values for this are: one_hot sequential johnson gray and auto.
    
    module fsm_test(clk,reset,flag,sm_out);
    input clk,reset,flag;
    output reg sm_out;
    //Gray code format
    parameter s1 = 3'b000;
    parameter s2 = 3'b001;
    parameter s3 = 3'b010;
    parameter s4 = 3'b011;
    parameter s5 = 3'b111;
    
    // Adding fsm_encoding value designates to Vivado Synthesis which encoding is to be used.
        //星号部分的代码只有告知Vivado编译器编码格式的功能
        (* fsm_encoding = "gray" *)reg [2:0] state;
    
    always@(posedge clk)
      begin
        if(reset)
          begin
            state <= s1;
            sm_out  <= 1'b1;
          end
      else
        begin
         case(state)
           s1: if(flag) 
    		begin 
    		state <= s2; 
    		sm_out <= 1'b1; 
    		end
               else
                    begin
    		state <= s3;
    		sm_out <= 1'b0;
     		end
    
           s2: begin state <= s4; sm_out <= 1'b0; end
           s3: begin state <= s4; sm_out <= 1'b0; end
           s4: begin state <= s5; sm_out <= 1'b1; end
           s5: begin state <= s1; sm_out <= 1'b1; end
         endcase
        end
     end
    endmodule
    
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/lafiizh/p/11329249.html
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