恒创科技fpga开发板网盘-压缩其他培训状态机

FT工作室

培训三.

状态机

FT工作室一.状态机状态机不仅仅是一种电路，而且是一种设计思想，贯穿于数字系统设计中。状态机中每一种状态就好像是一个CPU。FT工作室二.状态编码原则状态编码又称状态分配，通常有多种编码方法，编码方案选择得当，设计的电路可以简单，反之电路会占用过多的逻辑或速度降低。主要介绍二进制编码,枚举型，格雷码和独热码.FT工作室

三.二进制编码二进制编码和格雷码都是压缩状态编码。二进制编码的优点是使用的状态向量最少，但是从一个状态转移到相邻状态时，可能有多个比特位发生变化，瞬变次数多，易产生毛刺,两个状态之间会出现过渡状态。二进制编码的表示形式比较通用。VHDL实例:Architectureoneofexampleisconstantst0:std_logic_vector(1downto0):="00";

constantst1:std_logic_vector(1downto0):="01";

constantst2:std_logic_vector(1downto0):="10";

constantst3:std_logic_vector(1downto0):="11";Signalpresent:std_logic_vector(1downto0);

FT工作室三.格雷码

格雷码在相邻状态的转化中，每次只有1个比特位发生变化，虽然减小了产生毛刺的可能，但不适用于有很多种状态跳转的情况。如果状态机的所有状态是一个顺序序列，则可通过格雷码编码来消除毛刺，但对于时序逻辑状态机中的复杂分支，格雷码也不能达到消除毛刺的目的。FT工作室格雷码用法实例:Architecturebehaveofexampleis

constantst0:std_logic_vector(0to1):="00";

constantst1:std_logic_vector(0to1):="01";

constantst2:std_logic_vector(0to1):="11";

constantst3:std_logic_vector(0to1):="10";

signalpresent:std_logic_vector(0to1);FT工作室四.独热（onehot）码

独热码是指对任意给定的状态，状态向量中只有一位为1，其余位都为0。N状态的状态机需要n个触发器。这种状态机速度很快，当状态机的状态增加时，如果使用二进制码，那么状态机速度会明显下降。而采用独热码，虽然多用了触发器，但由于状态译码简单，节省和节化了组合逻辑电路。注：实现基于FPGA的大型状态机通常用one-hot编码;对规模较小的状态机少于8个状态二进制编码效率更高FT工作室One_hot编码实例:Architecturebehaveofexampleis

constantst0:std_logic_vector(0to3):="0001";

constantst1:std_logic_vector(0to3):="0010";

constantst2:std_logic_vector(0to3):="0100";

constantst3:std_logic_vector(0to3):="1000";signalpresent:std_logic_vector(0to3);FT工作室五.枚举型

在设计中定义状态机的状态值为枚举数据类型,综合器一般把它表示为二进制数的序列.实例:

architecturebehave