1、有限状态机的分类:
- Moore型:输出仅与电路的状态有关;
- Mealy型:输出与当前电路状态和当前电路输入有关。
2、有限状态机的描述方法:
-
状态转换图:节点:状态(Moore输出);
边:由一个状态转换为另一个状态的对应输入(Mealy) -
算法状态机:类似于流程图。
3、设计步骤:
- S1、定类型;
- S2、列状态+编码;
- S3、画状态转换图;
- S4、代码语言描述
4、状态转移图检查:
- 完备性;
- 互斥性。
设计案例:序列检测器
功能描述:设计一个“1101”的序列检测器,设\(d_{in}\)为数子码流输入,\(s_{out}\)为检出标记输出,高电平表示发现指定序列,低电平表示没有发现指令序列
A.Moore型
-
状态+编码:
S0:未检测到‘1’
S1:检测到输入序列‘1’
S2:检测到输入序列‘11’
S3:检测到输入序列‘110’
S4:检测到输入序列‘1101’
共计5个状态,需要声明位宽为3的状态寄存器*2. -
状态转移图:
- 代码语言描述:
module seqdet
#(parameter s0=3'b000,
parameter s1=3'b001,
parameter s2=3'b010,
parameter s3=3'b011,
parameter s4=3'b100)
(input clk, reset, din,
output reg sout);
reg [2:0] cur_state, next_state;
always@(posedge clk) begin
if(reset) cur_state <= s0;
else cur_state <= next_state;
end
always@(din, cur_state) begin
case(cur_state)
s0: begin
if(din==1'b1) next_state=s1;
else next_state=s0;
end
s1: begin
if(din==1'b1) next_state=s2;
else next_state=s0;
end
s2: begin
if(din==1'b1) next_state=s2;
else next_state=s3;
end
s3: begin
if(din==1'b1) next_state=s4;
else next_state=s0;
end
s4: begin
if(din==1'b1) next_state=s2;
else next_state=s0;
end
endcase
end
always@(cur_state) begin
if(reset) sout=1'b0;
else if(cur_state==s4) sout=1'b1;
else sout=1'b0;
end
endmodule
B.Mealy型
-
状态+编码:
由于Mealy型在边上即可进行输入,故无需S4状态:
S0:未检测到‘1’
S1:检测到输入序列‘1’
S2:检测到输入序列‘11’
S3:检测到输入序列‘110’
共计4个状态,需要声明位宽为2的状态寄存器*2. -
状态转移图:
- 代码语言描述:
module seqdet
#(parameter s0=2'b00,
parameter s1=2'b01,
parameter s2=2'b10,
parameter s3=2'b11)
(input clk, reset, din,
output reg sout);
reg [2:0] cur_state, next_state;
always@(posedge clk) begin
if(reset) cur_state <= s0;
else cur_state <= next_state;
end
always@(cur_state, din) begin
case(cur_state)
s0: begin
if(din==1'b1) next_state=s1;
else next_state=s0;
end
s1: begin
if(din==1'b1) next_state=s2;
else next_state=s0;
end
s2: begin
if(din==1'b1) next_state=s2;
else next_state=s3;
end
s3: begin
if(din==1'b1) next_state=s1;
else next_state=s0;
end
endcase
end
always@(posedge clk) begin
if(reset) sout=1'b0;
else if(cur_state==s3 && din) sout=1'b1;
else sout=1'b0;
end
endmodule
原文地址:http://www.cnblogs.com/Qzzz/p/16801173.html
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