有限状态机（FSM）是数字电子系统中的一种重要模型，用于设计和分析具备一定决策能力的系统。本文讨论了在可编程逻辑器件（PLD）中实现FSM的分析，特别是通过VHDL语言的描述和在EMP7032可编程逻辑器件上的合成特性进行了研究。
FSM可以分为两种主要类型：摩尔型（Moore）和米利型（Mealy）。这两种类型的FSM在状态转换和输出关系上有所不同。摩尔型FSM的输出仅依赖于当前状态，而米利型FSM的输出则依赖于当前状态和输入信号。VHDL语言作为一种硬件描述语言，能够很好地描述FSM的逻辑和结构，并且随着电子设计自动化（EDA）技术的发展，VHDL在FSM的描述中得到了广泛的应用。
本文使用VHDL语言描述了FSM的不同模式，并以EMP7032可编程逻辑器件为平台，对FSM在PLD上的合成特性进行了分析。通过实例说明了VHDL语言描述FSM的可行性，并比较了不同描述风格下FSM合成在EMP7032上的表现。结果表明，不同的描述模式和风格对FSM的合成特性有显著影响，这为FSM的VHDL语言优化提供了可靠的参考依据。
在VHDL中，FSM的描述可以通过状态转移方程（Sn+1=f(Xn,Sn)）和输出方程（Yn=g(Sn)）来实现。对于摩尔型FSM，输出仅依赖于当前状态Sn，而对于米利型FSM，输出不仅依赖于当前状态Sn，还依赖于当前输入Xn。在本文中，对这两种FSM类型进行了详细的阐述，并提供了相应的VHDL代码示例。
进一步的，本文还探讨了不同的FSM描述风格对PLD合成的影响。通过对EMP7032上的FSM合成结果进行比较，分析了不同描述风格的优缺点，以及它们对合成后逻辑电路性能的影响。比如，文章提到了“one-hot”编码方式，这是一种编码技术，其中每个状态都有一个单独的位表示，而只有一个位在任何给定时间是激活的。
PLD的种类很多，包括复杂可编程逻辑器件（CPLD）和现场可编程门阵列（FPGA）。本文涉及的PLD分析和实现可能特别适用于这类器件，因为它们提供了足够的灵活性来实现复杂的逻辑功能。通过VHDL语言，用户可以编写复杂的逻辑代码并将其上传到PLD中，从而实现定制化的硬件逻辑。
此外，文章还提到了使用MAXPLUSII这样的EDA工具进行FSM在PLD上的实现。MAXPLUSII是Altera公司（现为英特尔旗下企业）推出的一款用于编程和模拟PLD的软件工具，它支持VHDL语言的使用，能够帮助设计师更高效地完成设计和调试过程。
为了更好地理解FSM在PLD中的合成和实现，文章还提及了状态合并（state merging）和状态分割（state splitting）等FSM综合算法，这些算法能够有效地改善FSM的实现效果，包括在减少硬件资源使用和提高性能方面。
文章指出，通过在EMP7032可编程逻辑器件上实施FSM设计，对不同描述方式的FSM进行了综合比较，得到了有助于VHDL语言优化FSM设计的重要结论。这为硬件设计工程师在使用VHDL进行FSM设计时，提供了重要的参考，帮助他们在不同情况下选择最优的描述方式，以期达到更优的设计成果。
本文从EDA技术的发展角度出发，深入探讨了VHDL语言在FSM设计中的应用，对FSM在PLD中实现的各种因素进行了全面的分析，并提供了实证研究结果，为后续的FSM设计优化工作奠定了基础。
