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Verilog状态机的编写学习(2)

Verilog状态机的编写学习(2)

二、两段式有限状态机与三段式有限状态机的区别:
  FSM将时序部分(状态转移部分)和组合部分(判断状态转移条件和产生输出)分开,写为两个always语句,即为两段式有限状态机。将组合部分中的判断状态转移条件和产生输入再分开写,则为三段式有限状态机。
区别:
  二段式在组合逻辑特别复杂时适用,但要注意需在后面加一个触发器以消除组合逻辑对输出产生的毛刺。三段式没有这个问题,由于第三个always会生成触发器。
  设计时注意方面:
  1.编码原则,binary和gray-code适用于触发器资源较少,组合电路资源丰富的情况(CPLD),对于FPGA,适用one-hot code。这样不但充分利用FPGA丰富的触发器资源,还因为只需比较一个bit,速度快,组合电路简单。
  2.FSM初始化问题:
  GSR(Gobal Set/Reset)只是在加电时清零所有的reg和片内ram,并不保证FSM能进入初始化状态,要利用GSR,方案是适用one-hot code with zero idle,即初始状态编码为全零。已可以适用异步复位rst
  3.FSM输出可以适用task
  4.FSM中的case最好加上default,默认态可以设为初始态
  5.尤其注意
    第二段的always(组合部分,赋值用=)里面判断条件一定要包含所有情况!可以用else保证包含完全。
  6、第二段always中,组合逻辑电平要维持超过一个clock,仿真时注意。
三、总结
   为了便于记忆,把二段、三段式的特点终结成几句话:
        二段式:状态切换用时序逻辑,次态输出和信号输出用组合逻辑。
        三段式:状态切换用时序逻辑,次态输出用组合逻辑,信号输出用时序逻辑。信号输出的process中,case语句用next state做条件,可以解决比组合逻辑输出慢一拍的问题。
有时候判断次态需要用到计数器怎么办呢(计数器是时序电路,用组合逻辑是实现不了的)?方法是独立实现一个计数器,而在组合逻辑里用使能信号(或清除、置位等)来控制它。
继承事业,薪火相传
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