Verilog有限状态机设计.PPT

1、1 第第8章章 Verilog有限状态机设计有限状态机设计 28.1 Verilog HDL状态机的一般形式状态机的一般形式 8.1.1 为什么要使用状态机为什么要使用状态机（1）高效的顺序控制模型。）高效的顺序控制模型。 （2）容易利用现成的）容易利用现成的EDA优化工具。优化工具。 （3）性能稳定。）性能稳定。 （4）设计实现效率高。）设计实现效率高。 （5）高速性能。）高速性能。 （6）高可靠性能。）高可靠性能。 38.1 Verilog HDL状态机的一般形式状态机的一般形式 8.1.2 一般有限状态机的结构一般有限状态机的结构 1. 说明部分说明部分 2. 主控时序过程主控时序过程4

2、8.1 Verilog HDL状态机的一般形式状态机的一般形式 8.1.2 一般有限状态机的结构一般有限状态机的结构 3. 主控组合进程主控组合进程58.1 Verilog HDL状态机的一般形式状态机的一般形式 8.1.2 一般有限状态机的结构一般有限状态机的结构 4. 辅助进程辅助进程接下页接下页68.1 Verilog HDL状态机的一般形式状态机的一般形式 8.1.2 一般有限状态机的结构一般有限状态机的结构 4. 辅助进程辅助进程接上页接上页78.1 Verilog HDL状态机的一般形式状态机的一般形式 8.1.2 一般有限状态机的结构一般有限状态机的结构 4. 辅助进程辅助进程8

3、8.1 Verilog HDL状态机的一般形式状态机的一般形式 8.1.3 状态机设计初始控制与表述状态机设计初始控制与表述 （1）打开）打开“状态机萃取状态机萃取”开关。开关。 98.1 Verilog HDL状态机的一般形式状态机的一般形式 8.1.3 状态机设计初始控制与表述状态机设计初始控制与表述 （1）打开）打开“状态机萃取状态机萃取”开关。开关。 108.1 Verilog HDL状态机的一般形式状态机的一般形式 8.1.3 状态机设计初始控制与表述状态机设计初始控制与表述 （2）关于参数定义表述）关于参数定义表述 （3）状态变量定义表述）状态变量定义表述 118.2 Moore型

4、有限状态机的设计型有限状态机的设计 8.2.1 ADC采样控制设计及多过程结构型状态机采样控制设计及多过程结构型状态机 128.2 Moore型有限状态机的设计型有限状态机的设计 8.2.1 ADC采样控制设计及多过程结构型状态机采样控制设计及多过程结构型状态机 138.2 Moore型有限状态机的设计型有限状态机的设计 8.2.1 ADC采样控制设计及多过程结构型状态机采样控制设计及多过程结构型状态机 148.2.1 ADC采样控制设计及多过程结构型状态机采样控制设计及多过程结构型状态机 接下页接下页15接上页接上页168.2 Moore型有限状态机的设计型有限状态机的设计 8.2.1 AD

5、C采样控制设计及多过程结构型状态机采样控制设计及多过程结构型状态机 178.2 Moore型有限状态机的设计型有限状态机的设计 8.2.1 ADC采样控制设计及多过程结构型状态机采样控制设计及多过程结构型状态机 188.2 Moore型有限状态机的设计型有限状态机的设计 8.2.2 序列检测器之状态机设计序列检测器之状态机设计 接下页接下页198.2 Moore型有限状态机的设计型有限状态机的设计 8.2.2 序列检测器之状态机设计序列检测器之状态机设计 接上页接上页208.2 Moore型有限状态机的设计型有限状态机的设计 8.2.2 序列检测器之状态机设计序列检测器之状态机设计 218.3

6、 Mealy型有限状态机的设计型有限状态机的设计 8.2.2 序列检测器之状态机设计序列检测器之状态机设计 接下页接下页228.3 Mealy型有限状态机的设计型有限状态机的设计 8.2.2 序列检测器之状态机设计序列检测器之状态机设计 接上页接上页238.3 Mealy型有限状态机的设计型有限状态机的设计 8.2.2 序列检测器之状态机设计序列检测器之状态机设计 248.3 Mealy型有限状态机的设计型有限状态机的设计 8.2.2 序列检测器之状态机设计序列检测器之状态机设计 接下页接下页258.3 Mealy型有限状态机的设计型有限状态机的设计 8.2.2 序列检测器之状态机设计序列检测

7、器之状态机设计 接上页接上页268.3 Mealy型有限状态机的设计型有限状态机的设计 8.2.2 序列检测器之状态机设计序列检测器之状态机设计 278.3 Mealy型有限状态机的设计型有限状态机的设计 8.2.2 序列检测器之状态机设计序列检测器之状态机设计 288.3 Mealy型有限状态机的设计型有限状态机的设计 8.2.2 序列检测器之状态机设计序列检测器之状态机设计 298.3 Mealy型有限状态机的设计型有限状态机的设计 8.2.2 序列检测器之状态机设计序列检测器之状态机设计 308.4 SystemVerilog的枚举类型应用的枚举类型应用 318.5 状态机图形编辑设计方

8、法状态机图形编辑设计方法 328.5 状态机图形编辑设计方法状态机图形编辑设计方法 338.5 状态机图形编辑设计方法状态机图形编辑设计方法 348.5 状态机图形编辑设计方法状态机图形编辑设计方法 358.5 状态机图形编辑设计方法状态机图形编辑设计方法 368.5 状态机图形编辑设计方法状态机图形编辑设计方法 378.5 状态机图形编辑设计方法状态机图形编辑设计方法 接下页接下页388.5 状态机图形编辑设计方法状态机图形编辑设计方法 接上页接上页398.5 状态机图形编辑设计方法状态机图形编辑设计方法 接下页接下页408.5 状态机图形编辑设计方法状态机图形编辑设计方法 接上页接上页41

9、8.6 状状 态态 编编 码码 8.6.1 直接输出型编码直接输出型编码 428.6 状状 态态 编编 码码 8.6.1 直接输出型编码直接输出型编码 438.6 状状 态态 编编 码码 8.6.1 直接输出型编码直接输出型编码 448.6 状状 态态 编编 码码 8.6.1 直接输出型编码直接输出型编码 458.6 状状 态态 编编 码码 8.6.1 直接输出型编码直接输出型编码 468.6 状状 态态 编编 码码 8.6.1 直接输出型编码直接输出型编码 478.6 状状 态态 编编 码码 8.6.2 宏定义命令语句宏定义命令语句 define 488.6 状状 态态 编编 码码 8.6.

10、3 顺序编码顺序编码 498.6 状状 态态 编编 码码 8.6.4 一位热码状态编码一位热码状态编码508.6 状状 态态 编编 码码 8.6.5 状态编码设置状态编码设置 1. 用户自定义方式用户自定义方式 2. 用属性定义语句设置用属性定义语句设置 518.6 状状 态态 编编 码码 8.6.5 状态编码设置状态编码设置 2. 用属性定义语句设置用属性定义语句设置 528.6 状状 态态 编编 码码 8.6.5 状态编码设置状态编码设置 3. 直接设置方法直接设置方法 538.6 状状 态态 编编 码码 8.6.5 状态编码设置状态编码设置 3. 直接设置方法直接设置方法 548.7 非

11、法状态处理非法状态处理 558.7 非法状态处理非法状态处理 8.7.1 程序直接导引法程序直接导引法 568.7 非法状态处理非法状态处理 8.7.2 状态编码监测法状态编码监测法 8.7.3 借助借助EDA优化控制工具生成安全状态机优化控制工具生成安全状态机 578.8 硬件数字技术排除毛刺硬件数字技术排除毛刺 8.8.1 延时方式去毛刺延时方式去毛刺 588.8 硬件数字技术排除毛刺硬件数字技术排除毛刺 8.8.1 延时方式去毛刺延时方式去毛刺 598.8 硬件数字技术排除毛刺硬件数字技术排除毛刺 8.8.2 逻辑方式去毛刺逻辑方式去毛刺 608.8 硬件数字技术排除毛刺硬件数字技术排除

12、毛刺 8.8.2 逻辑方式去毛刺逻辑方式去毛刺 618.8 硬件数字技术排除毛刺硬件数字技术排除毛刺 8.8.3 定时方式去毛刺定时方式去毛刺 628.8 硬件数字技术排除毛刺硬件数字技术排除毛刺 8.8.3 定时方式去毛刺定时方式去毛刺 63习习 题题 8-1 举二例说明，有那些常用时序电路是状态机比较典型特殊形式，并举二例说明，有那些常用时序电路是状态机比较典型特殊形式，并说明它们属于什么类型的状态机（编码类型，时序类型和结构类型）。说明它们属于什么类型的状态机（编码类型，时序类型和结构类型）。8-2 用用mealy机类型，分别写出机类型，分别写出ADC0809和序列检测器的状态机。和序列

13、检测器的状态机。64习习 题题 8-3 根据图根据图8-32（a）所示的状态图，分别按照图）所示的状态图，分别按照图8-32（b）和图）和图8-32（c）写出）写出对应结构的对应结构的Verilog状态机。并根据表状态机。并根据表8-2，分别用，分别用3中不同编码方式实现二状态中不同编码方式实现二状态机，并讨论他们的容错措施。机，并讨论他们的容错措施。65习习 题题 8-4 请设计一种信号去抖动的电路模型，仿真后，讨论其优缺点和使用请设计一种信号去抖动的电路模型，仿真后，讨论其优缺点和使用范围。范围。8-5 根据根据8.5节，用表格法和绘图法设计状态机，实现例节，用表格法和绘图法设计状态机，实

14、现例8-2的功能，用的功能，用时序仿真波形图验证之。最后将其转变成时序仿真波形图验证之。最后将其转变成Verilog程序，将此程序与例程序，将此程序与例8-2相比，讨论他们的表述风格。相比，讨论他们的表述风格。 66实验与设计实验与设计 8-1 序列检测器设计序列检测器设计（1）实验目的：）实验目的：（2）实验任务：）实验任务：（3）实验思考题：）实验思考题：（4）实验报告：）实验报告：基于基于5E+系统的演示系统的演示示例：示例：/KX_7C5EE+/EXPERIMENTs/EXP34_SCHK/ 67实验与设计实验与设计 8-2 并行并行ADC采样控制电路实现与硬件验证采样控制电路实现与硬

15、件验证（1）实验目的：）实验目的：（2）实验原理：）实验原理：（3）实验任务）实验任务1：（4）实验任务）实验任务2：（：（5）实验任务）实验任务3：（：（6）实验任务）实验任务4：（：（7）实验报告：）实验报告： 68实验与设计实验与设计 8-3 数据采集模块和简易存储示波器设计数据采集模块和简易存储示波器设计（1）实验目的：（）实验目的：（2）实验原理：）实验原理：（3）实验内容）实验内容1： 69实验与设计实验与设计 8-3 数据采集模块和简易存储示波器设计数据采集模块和简易存储示波器设计（4）实验内容）实验内容2： 70实验与设计实验与设计 8-3 数据采集模块和简易存储示波器设计数据

16、采集模块和简易存储示波器设计（5）实验内容）实验内容3：（6）实验内容）实验内容4：（7）实验内容）实验内容5：（8）实验内容）实验内容6：（9）实验内容）实验内容7： 71实验与设计实验与设计 8-4 五功能智能逻辑笔设计五功能智能逻辑笔设计（1）实验目的：）实验目的：（2）实验原理：）实验原理： （3）实验内容：）实验内容： 72实验与设计实验与设计 8-5 比较器加比较器加DAC器件实现器件实现ADC转换功能电路设计转换功能电路设计（1）实验原理：）实验原理：（2）实验内容）实验内容1： （3）实验内容）实验内容2：示例文件：示例文件：/KX_7C5EE/EXPERIMENTs/EXP2

17、6_DAC_TO_ADC/73实验与设计实验与设计 8-6 通用异步收发器通用异步收发器UART设计设计实验目的：实验目的：(1) (2) 实验内容实验内容1： 74实验与设计实验与设计 8-6 通用异步收发器通用异步收发器UART设计设计(3) 实验内容实验内容2：(4) 实验内容实验内容3：另一另一UART演示示例：演示示例：/KX_7C5EE+/DEMOs/EXPL14_RS232_PIANO。75实验与设计实验与设计 8-7 点阵型与字符型液晶显示器驱动控制电路设计点阵型与字符型液晶显示器驱动控制电路设计（1）实验目的：学习设计）实验目的：学习设计Verilog状态机控制不同类型液晶显

18、示器的电路。状态机控制不同类型液晶显示器的电路。（2）实验原理：通常情况下，目前常用的字符或点阵型液晶都是使用单片机控）实验原理：通常情况下，目前常用的字符或点阵型液晶都是使用单片机控制的。为了提高自主创新能力和自主知识产权系统设计水平，和提高制的。为了提高自主创新能力和自主知识产权系统设计水平，和提高Verilog设设计的功力，本设计中希望全部用计的功力，本设计中希望全部用Verilog状态机设计并控制，不用任何状态机设计并控制，不用任何CPU。从。从实用角度看这也是十分必要的。篇幅所限，请读者查阅实用角度看这也是十分必要的。篇幅所限，请读者查阅LCD控制资料：查阅文控制资料：查阅文件夹件夹

19、“LCD_FILE”。（3）实验任务）实验任务1：设计点阵型液晶显示控制电路。查阅文件夹：设计点阵型液晶显示控制电路。查阅文件夹LCD_FILE中的中的“H128X64液晶显示使用说明液晶显示使用说明”等文件。用状态机设计等文件。用状态机设计128X16点阵型液晶显示点阵型液晶显示控制电路。显示内容自定。控制电路。显示内容自定。（4）实验任务）实验任务2：设计字符型液晶显示控制电路。查阅文件夹：设计字符型液晶显示控制电路。查阅文件夹LCD_FILE中的中的“HS162-4液晶显示使用说明液晶显示使用说明”和和“JH16X04LCD”等文件。用状态机设计等文件。用状态机设计2行行16字符或字符或

20、4行行16（20）字符型液晶显示控制电路。显示内容自定。）字符型液晶显示控制电路。显示内容自定。以上以上2类基于类基于5E+系统的系统的LCD的演示示例是：的演示示例是：/KX_7C5EE/DEMOs/EXPL18_PS2_64X128LCD/；或；或/EXPERIMENTs/EXP20_8051_LCD128X64/；或或/EXPERIMENTs/EXP17_KX8051_GPS_FTEST/。 76实验与设计实验与设计 8-7 点阵型与字符型液晶显示器驱动控制电路设计点阵型与字符型液晶显示器驱动控制电路设计（1）实验目的：）实验目的：（2）实验原理：）实验原理：（3）实验任务）实验任务1：（4）实验任务）实验任务2：以上以上2类基于类基于5E+系