：“HDL语言与ASIC原理：Verilog逻辑设计实例系列五---有限状态机(1).ppt”
：这份文档详细介绍了有限状态机（FSM）的概念及其在Verilog逻辑设计中的应用，通过具体的例子展示了如何使用FSM进行时序电路的设计。
：Verilog, 有限状态机, 时序电路, ASIC设计
**有限状态机（FSM）基础知识**
有限状态机是一种数学模型，常用于设计和分析时序逻辑系统。它由一组离散状态组成，每个状态根据当前输入和状态机的当前状态决定下一个状态。FSM可以分为两大类：Moore型和Mealy型。Moore型状态机的输出仅取决于当前状态，而Mealy型状态机的输出则取决于当前状态和输入。
**FSM在Verilog逻辑设计中的应用**
在Verilog中，FSM通常用于设计复杂的时序逻辑电路，例如微处理器的控制单元。微处理器的控制单元本质上就是一个FSM，接收指令和标志值作为输入，输出控制信号来协调处理器的各个部分。
**FSM设计示例：闹钟系统**
1. **状态模型**：通过一个简单的闹钟系统例子，阐述了FSM的工作原理。系统有三个状态：睡着、醒了但还在床上、已起床。输入包括闹钟是否响起和是否是工作日，输出是是否关掉闹钟。
2. **状态图与状态表**：状态图直观地展示了状态之间的转换路径，而状态表详细列出了所有可能的输入、输出和状态转换。状态表在描述转换时不考虑时钟，但实际转换需在时钟允许的时刻（通常是时钟上升沿或下降沿）进行。
**状态图的表示方式**
1. **Moore型状态机**：输出只依赖于当前状态，如图1所示，关掉闹钟的输出仅取决于当前状态。
2. **Mealy型状态机**：输出不仅依赖于当前状态，还依赖于输入，如图2所示，关掉闹钟的输出也与输入（闹钟是否响起，是否是工作日）有关。
**扩展应用：收费站控制器**
进一步的例子是一个收费站控制器，它检测车辆是否到达和硬币的面值。此控制器的FSM会根据车辆感应器(C)和硬币类型传感器(I1I0)的输入，决定控制器的操作状态。
通过理解和掌握FSM的基本概念，设计者能够用Verilog编写出高效、清晰的时序逻辑代码，以实现复杂的ASIC设计。FSM是数字系统设计的关键工具，特别是在处理时序控制逻辑和序列数据处理时。
VIP享7折，此内容立减5.97元 
