EDA笔记(10)--状态机

目录

 

一.状态机的设计基础

1.状态机的组成

2.状态机的基本操作

3.状态机的种类

二.一般状态机的VHDL设计

三.一般状态机的VHDL设计模型

四.状态机的设计总结

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一.状态机的设计基础

1.状态机的组成

2.状态机的基本操作

（1）状态机内部状态转换。状态机转化由状态译码器根据当前状态和输入条件决定。
（2）产生输出信号序列。输出信号由输出译码器根据当前状态和输入条件决定。

3.状态机的种类

在产生输出的过程中，由是否使用输入信号可以确定状态机的类型。
两种典型的状态机是摩尔（MOORE）状态机和米立（MEALY）状态机。
在摩尔状态机中，其输出只是当前状态值的函数，并且仅在时钟边沿到来时才发生变化。
米立状态机的输出则是当前状态值、当前输出值和当前输入值的函数。

二.一般状态机的VHDL设计

为了能获得可综合的、高效的VHDL状态机描述，建议使用枚举类数据类型来定义状态机的状态，并使用多进程方式来描述状态机的内部逻辑。
例如可使用两个进程来描述，一个进程描述时序逻辑，包括状态寄存器的工作和寄存器状态的输出；另一个进程描述组合逻辑，包括进程间状态值的传递逻辑以及状态转换值的输出。必要时还可引入第三个进程完成其他的逻辑功能。

三.一般状态机的VHDL设计模型

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四.状态机的设计总结

1.状态机的设计，最好事先根据各个状态的输入、输出以及状态转换条件，先画出一个状态图，再进行编程。
2.状态机的运行中，信号传递的反馈机制的作用是实现当前状态的存储和下一个状态的译码设定。
在VHDL中可以有两种方式来创建反馈机制，即使用信号的方式和使用变量的方式，通常倾向于使用信号的方式。
一般地，先在进程中使用变量传递数据，然后使用信号将数据带出进程。