IC验证学霸笔记2—verilog中级语法同步状态机原理十二
同步状态机的作用与结构
1.作用：
用于实现复杂的时序逻辑电路；2.结构：
由状态寄存器（触发器）作为状态记忆部件（常用正跳边沿触发的D触发器);
仅当触发信号到达时刻才可能发生状态改变；
状态寄存器如果有n个触发器，状态机最多有2^n个状态。
3.同步状态机三要素：
1.状态：状态变量，划分逻辑顺序；2.输出：某一状态时完成的事；
3.输入：进入某个状态的条件。
4.同步状态机的类型：
米勒型状态机（mealy状态机）：下一个输出是当前状态和输入的函数/下一个状态是当前状态的输入的函数；
摩尔型状态机（Moore状态机）：下一个输出是当前状态的函数/下一个状态是当前状态和输入的函数；
同步状态机的实现
1.状态分配
二进制表示状态的状态机:(连续的压缩状态的编码）2'b00; 2'b01; 2'b10; 2'b11
格雷码表示状态的状态机:（降低系统功耗）
2'b00; 2'b01; 2'b11; 2'b10;
独热码表示状态的状态机:（n个状态需要n个寄存器）
4'b0001; 4'b0010; 4'b0100; 4'b1000;
2.有限状态机的描述风格
一段式风格（仅用一个always块实现状态即所有的功能，包括状态的产生，状态的跳转，输出逻辑的生成）；
二段式风格（二个always块实现1.下一个状态到当前状态的产生；2.状态的跳转，输出逻辑的生成）；
三段式风格（三个always块实现1.下一个状态到当前状态的产生；2.状态的跳转；3.输出逻辑的生成）；
由输出指定的码表示状态的状态机；
3.有限状态机的HDL描述
wire，reg，状态编码用reg型。
parameter用于描述状态名称，易读。
4.有限状态机的Verilog描述
1.定义模块名和输入输出信号；2.定义输入输出变量和寄存器；
3.定义时钟和复位信号；
4.定义状态变量和状态寄存器；
5.用时钟沿触发always块进行状态转移；
6.在复位信号有效时给状态寄存器赋初值；
7.描述状态的转换过程：符合条件，词能够一个状态带另一个状态,否则保留原有状态；
8.验证状态转移的正确性，必须完整和全面。
5.同步状态机的实现
状态转移图：状态，转移条件和逻辑开关
实现功能是检测一个5位二进制序列“10010”。可实现循环检测。
设计文件：
测试文件：
波形：
注：优秀验证学员随堂笔记，已经征求到学生的同意，会持续给牛友们分享！
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