《电子设计自动化eda》状态机

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1、状态机勒路设计状态机(STATEMACHINE)可以说是一个广义时序电路，触发器,计数器，移位寄存器都算是它的特殊功能的一种•在电子设计自动化应用当中，状态机经常是担任CPU的功能，从某种意义上讲状态机的应用让系统具有了智能化的功能，业界为状态机和CPU的功能一直争论不休，不过事实是更多人倾向于状态机，认为状态机的功能比CPU强大.下面将带领大家认识一下状态机的基本设计思想.传统的逻辑电路设计在描述状态机的表示上，以状态图(STATEDIAGRAM)方式最为清晰且容易理解•根据输入，输岀及状态关系，状态图可以分为：1

2、.输入&状态&输出（输出仅与状态有关）以下面图形为例，若冃前状态机处于状态SO时,输入为0则状态机将维持状态so不变，若输入改为1则下个状态改成状态S1,但不论输入是什么，此时输出均为0.这种输出与状态有关，而与输入无关的状态机类型，称为More状态机.编程实现其功能如下：重点提示整个状态机的电路描述分成两个PROCESS命令语句完成.第一个PROCESS:负责感测时钟脉冲信号CP在上升沿变化之际，作目前状态(PresentState)切换至下个状态(NextState)的动作.第二个PROCESS:负责感测输入(D

3、IN)值，目前状态(PresentState)值,市CASE-WHEN语句决定输出(0P)和下个状态(NextState)值.wxwxwxwxwxwxwxwx彳、彳、彳、彳、VLIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_L0GTC_1164.ALL;USEIEEE.STDLOGICARITII.ALL;USEIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;」wxwxwxwxwxwxwxwx^1S^Js^1S^Js^1S^Js^1S^Js彳、彳、彳、彳、V、VENTITYCH651ISPORT(CP:INS

4、TD_LOGTC;DIN:INSTD_LOGIC;OP:OUTSTDLOGIC)；ENDCH651;—CLOCK―I/PSignal--0/PSignal*T*"卜吟、"卜*T**T*打・吟、"卜吟、"卜"卜"卜*v*"卜^Tw*T%^r*^T%^r*^T%xr*xT^ARCHITECTUREAOFC1I6_5_1ISTYPESTATEIS(SO,SI,S2,S3)SIGNALPRESENTSTATE:STATESIGNALNEXTSTATE:STATEBEGTNSWTTCHTONEXTSTATE:PROCESS(C

5、P)BEGINIFCP'EVENTANDCP」VTHENPRESENTSTATE〈二NEXTSTATE;ENDIF;ENDPROCESSSWITCIITONEXTSTATE;--StateTypeDeclare一-PresentState——NextStateCHANGESTATEMODE:PROCESS(DIN,PRESENTSTATE)BEGTNWHENS0=>IFDIM'O'THEN—STATESO—INPUTSCASEPRESENTSTATEISNEXTSTATE〈二SO;ELSENEXTSTATE<=S1;

6、ENDIF;OPUO';WHENSl=>TFDIN=VTHEN—OUTPUT—STATESI—INPUT二1ENDA;NEXTSTATEVSl;ELSENEXTSTATE<=S2;ENDTF;OPV'l';WHENS2二〉IFDIN二'1'THENNEXTSTATE<=S2;ELSENEXTSTATE<=S3;ENDIF;OP<='O';WHENS3=>TFDIN二'1'THENNEXTSTATE<=SO;ELSENEXTSTATE<=S1;ENDIF;OP<=V;WHENOTIIERS=>NEXTSTATE〈二SO

7、;OP<=，O';ENDCASE;ENDPROCESSCHANGESTATEMODE;—OUTPUT—STATES2—INPUT二1—OUTPUT—STATES3—INPUT二1—OUTPUT―InitialState—OUTPUT程序说明:(1)上述的状态编码方式，使用默认的Binary编码.(2)在笫二个PROCESS内的CASE-WHEN语句里，最后一个WHENOTHERS作用在电路起始状态，亦即一将状态初始设定为SO.2•输入&状态&输出（输出与状态，输入背景有关）0/01/0下面图形的动作和上图相似，但是输

8、出是会随输入不同而有所改变，例如目前状态是S3,若输入是0则输出为0且下个状态更换成S1,而输入为1则输出为1且下个状态更换成S0.这种输出与状态及输入皆有关系者，称为Mealy状态机.程序实现功能如下：■上■上•匕■上■上^3^•上•上■上•上•上•上■卜•上•上•!*•"ef*•上■立•匕^X・•!*•£*■上rTw吟・rTw吟・rTw吟・