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状态机设计与综合实用方法

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状态机的设计与实现

状态机的设计与实现

状态机的设计与实现作者：zhsj 日期：2015-7-29在数字逻辑电路中，状态机是一个非常重要的概念，也是常用的一种结构，状态机常常用于序列检测、序列信号的产生以及时序产生等方面。

利用Verilog语言也可以编写出可综合的状态机，并有多种编写格式和编写原则，本文主要整理的是状态机的一般编写方法和形式，以及可综合的状态机的一些设计原则。

一、状态机的结构1.1 状态机的组成状态机是组合逻辑和寄存器逻辑的特殊组合，一般包括两个部分：组合逻辑部分和寄存器逻辑部分。

寄存器用于存储状态，组合电路用于状态译码和产生输出信号。

状态机的下一个状态及输出不仅与输入信号有关，还与寄存器当前状态有关，其基本要素有三个，即状态、输入和输出。

状态也叫做状态变量。

在逻辑设计中，使用状态划分逻辑顺序和时序规律。

例如，要设计一个交通灯控制器可以用允许通行、慢行和禁止通行作为状态；设计一个电梯控制器，每层就是一个状态等。

输入是指状态机中进入每个状态的条件。

有的状态机没有输入条件，其中的状态转移比较简单；有的状态机有输入条件，当某个输入条件存在时，才能转移到相应的状态。

例如，交通灯控制器就没有输入条件，状态随着时间的改变而自动跳转；电梯控制器是存在输入的，每层的上下按键，以及电梯内的层数选择按键都是输入，会对电梯的下一个状态产生影响。

输出是指在某一状态时特定发生的事件。

例如，交通灯控制器在允许通行状态输出绿色，缓行状态输出黄色，禁止通行状态输出红色；电梯控制器在运行时一直会输出当前所在的层数及当前运行的方向（上升或下降）。

1.2 状态机的分类根据输出是否与输入信号有关，状态机可以划分为Mealy型状态机和Moore型状态机两种；根据输出是否与输入信号同步，状态机可以划分为异步状态机和同步状态机两种。

由于目前的电路设计中以同步设计为主，所以本文只介绍同步状态机。

1.2.1 Mealy型状态机Mealy型状态机的输出同时依赖于当前的状态和输入信号，其结构如图1.1所示。

状态机构建方法

状态机构建方法

状态机构建方法
状态机呢，就像是一个超级有规则的小世界。

咱先得确定状态。

这就好比你要给一群小动物分类，是猫是狗得先搞清楚。

你得明确有哪些不同的状态存在，比如说一个小灯，它就有亮和灭这两个状态。

这状态的确定可不能马虎，得把所有可能的情况都想到。

然后呢，就是状态之间的转换啦。

这就像是小动物们之间的变身魔法。

比如说，一个门有开着和关着的状态，那什么情况下门会从开着变成关着呢？可能是有人推了一下，或者是风吹的。

这个转换的条件要设定得特别清楚。

要是这个条件模模糊糊的，那状态机可就乱套啦。

就像你跟小伙伴玩游戏，游戏规则都不清楚，那还咋玩呀。

咱构建状态机的时候，还可以画个小图。

这图就像一幅小地图，把各个状态、转换条件还有动作都清清楚楚地标出来。

就像你去旅游，有个地图在手，就不会迷路啦。

这个图不用画得特别高大上，只要自己能看明白就行。

宝子们呀，构建状态机不是啥特别难的事儿，只要你细心一点，把每个环节都照顾到。

就像搭积木一样，一块一块稳稳地搭好，最后就能搭出一个超级棒的状态机啦。

而且呀，在这个过程中要是出了错也不怕，就像走路摔了一跤，拍拍土再起来接着干就好啦。

加油哦，宝子们，希望你们都能轻松构建出自己的状态机！。

第6章状态机设计

第6章状态机设计

library IEEE; use IEEE.std_logic_1164.all; --use IEEE.std_logic_arith.all; --use IEEE.std_logic_unsigned.all; entity counter13 is port(cp:in std_logic; reset:in std_logic; q:out std_logic_vector(3 downto 0); op:out std_logic); end counter13; architecture rt1 of counter13 is type state is(s0,s1,s2,s3,s4,s5,s6,s7,s8,s9,s10,s11,s12); signal presentstate,nextstate:state; signal qn:std_logic_vector(3 downto 0); begin switchtonextstate:process(cp) begin if reset=‘1’ then q<=0; presentstate<=s0; elsif cp'event and cp='1' then presentstate<=nextstate; end if; end process switchtonextstate;
CLK
QB CLK QC
d1 d2 d3
EN
EN QD countA
0
计数加1
四位二进制同步计数器电路图
四位二进制同步计数器真值表
library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all;----由ste_logic_vector转换成integer; entity countA is port(clk,clr,en: in std_logic; QA,QB,QC,QD:out std_logic); end countA; architecture exampleA of countA is signal count_4:std_logic_vector(3 downto 0); begin QA<=count_4(0); QB<=count_4(1); QC<=count_4(2); QD<=count_4(3); process(clk,clr) begin if(clr='1')then count_4<="0000"; elsif (clk'event and clk='1')then if (en='1')then if(count_4="1111")then count_4<="0000"; else count_4 <=count_4+1; end if; end if; end if; end process; end exampleA;

《状态机程序设计》课件

《状态机程序设计》课件

02
状态机的实现方式
状态机的编程语言实现
编程语言选择
根据应用场景和需求，选择适合的编 程语言来实现状态机。常见的编程语 言如C、C、Java等都可以用来实现 状态机。
编程语言实现方法
使用条件语句（如if-else语句）或 switch语句来描述状态转移逻辑。可 以使用枚举类型或常量来定义状态， 使用变量来存储当前状态。
状态机的图形化工具实现
图形化工具介绍
使用图形化工具可以方便地设计状态 机，减少编程的工作量。常见的图形 化工具如Stateflow、Simulink等。
图形化工具实现方法
在图形化工具中，可以通过拖拽状态 和转移来构建状态机。通常图形化工 具会提供丰富的状态机元素和功能， 如状态转换、事件触发等。
状态机的硬件实现
03
状态转换明确
状态转换应具有明确的触发条件和执行动作。在状态机中，从一个状态
转换到另一个状态时，应清晰地定义转换条件、输入和输出以及相应的
处理逻辑。
状态机的设计技巧
使用子状态
当一个状态的内部行为复杂时，可以考虑将其拆分为子状态。 子状态可以进一步细化和描述该状态的内部行为和逻辑。
使用分层状态机
当一个系统具有多个层级或多个子系统时，可以考虑使用分层状 态机。上层状态机可以控制下层状态机的行为，而下层状态机负
案例三：交通信号控制系统的状态机设计
总结词
复杂、多因素控制
详细描述
交通信号控制系统涉及多个信号灯的状态转 换，如红、黄、绿等。通过状态机的设计， 可以实现对交通信号的精确控制，确保交通 流畅、安全。同时，需要考虑多种因素，如 车流量、行人流量等，以实现最优的状态转 换策略。
05
状态机设计的常见问 题与解决方案

如何设计最优化的状态机(有图版)

如何设计最优化的状态机(有图版)

如何设计最优化的状态机前言：数字电路通常分为组合逻辑电路和时序电路，组合逻辑电路outputs = F(current inputs)时序电路outputs = F(current inputs,past inputs)有限状态机就是时序电路的数学抽象，一个有限状态机系统包括inputs ,outputs, states .状态机分为同步状态机（synchronous）和异步状态机(asynchronous),异步状态机由于输出信号不稳定，所以不详细讨论，对绝大多数设计来说，用的最广泛的是同步状态机。

下面主要讨论了同步状态机的设计。

一．状态机的基础知识1．1. moore状态机和mealy状态机的区别：2．1．1moore状态机输出只依赖于及其的当前状态，与输入信号无关。

这是moore状态机的优点。

下面是moore状态机的模型：moore状态机比较容易用数学的方式来分析，因此被更广泛的用在代数状态机理论中（algebraic FSM theory）。

Mealy状态机输出依赖于机器现在的状态和输入的值，如果输入改变，输出可以在一个时钟周期中将发生了改变。

其模型如下：图的说明：state memory :保存现在的状态(current state s(t) )state transistion function :根据现态和输入x(t),s(t+1)来决定下一个状态。

Output function :根据s(t)和x(t)来决定最后的输出。

Mealy 状态机通常可以有更少的状态变量，因此在工程领域有更为广阔的应用，状态变量越少，则所需的存储单元就越少。

下面用简单的实例来具体说明两者编程的区别，和综合出来的结果的不同：Mealy状态机的简单例子：1．源程序：demo_process:process(clk,reset)beginif(reset = '1')thenstate <= s0;out1 <= (others=>'0');elsif rising_edge(clk) thencase state iswhen s0 => if(in1 = '1')thenstate <= s1;out1 <= "1000";end if;when s1 => if(in1 = '0')thenstate <= s2;out1 <= "1001";end if;when s2 => if(in1 = '1')thenstate <= s3;out1 <= "1100";end if;when s3 => if(in1 = '0')thenstate <= s0;out1 <= "1111";end if;when others =>null;end case;end if;end process;modelsim仿真结果：synplify综合结果：1．模块表示图：在这张综合图上可以明显得看出红线即input所参与决定的是状态的产生和输出。

LabVIEW中的状态机设计和实现

LabVIEW中的状态机设计和实现

LabVIEW中的状态机设计和实现LabVIEW是一种用于控制与测量应用程序的编程环境，其独特之处在于可以通过图形化编程语言来编写程序。

在LabVIEW中，状态机是一种常用的设计模式，可以帮助我们实现复杂的控制逻辑和状态转换。

本文将介绍LabVIEW中的状态机的设计和实现方法。

一、状态机的概念与原理状态机是一种数学模型，用于描述系统或对象在不同状态之间的转换规则。

在LabVIEW中，状态机可以帮助我们实现程序的控制逻辑，使程序能够根据当前的状态做出相应的操作。

状态机通常包含以下几个基本元素：1. 状态(State)：表示系统或对象所处的状态，可以是一个具体的状态值或者是一个状态变量。

2. 事件(Event)：表示系统或对象发生的事件，触发状态的转换。

3. 动作(Action)：表示状态转换时需要执行的操作或行为。

4. 转换(Transition)：表示状态之间的转换关系，通常由事件和动作组成。

状态机的原理是根据当前的状态和接收到的事件，通过状态转换来改变系统或对象的状态，以实现程序的控制逻辑。

二、状态机的设计步骤在LabVIEW中，设计状态机可以按照以下步骤进行：1. 确定系统或对象的不同状态：根据实际需求确定系统或对象的不同状态，并为每个状态定义一个独特的标识符或变量。

2. 确定系统或对象可能的事件：根据实际需求确定系统或对象可能发生的事件，并为每个事件定义一个独特的标识符或变量。

3. 定义状态之间的转换关系：根据系统或对象的行为规则，确定不同状态之间的转换条件，并为每个转换条件定义一个独特的标识符或变量。

4. 实现状态转换的动作：根据实际需求，在状态之间的转换时执行相应的动作或操作。

5. 实现状态机的控制逻辑：根据定义的状态、事件、转换和动作，使用LabVIEW的图形化编程语言实现状态机的控制逻辑。

三、LabVIEW中的状态机实现示例下面以一个简单的灯控制系统为例，介绍如何在LabVIEW中实现状态机。

状态机编程思路及方法

状态机编程思路及方法状态机是一种常用的编程思路和方法，用于描述系统或对象在不同状态下的行为和转换。

它可以帮助开发人员更好地理解和设计复杂的系统，并在实际应用中提高代码的可读性和可维护性。

本文将介绍状态机的基本概念、应用场景以及实现方法，并通过示例代码来说明其具体应用。

一、状态机的基本概念状态机，又称有限状态机（Finite State Machine，FSM），是一种计算模型，用于描述系统或对象的状态和状态之间的转换。

它由一组状态、一组转换规则和一个初始状态组成。

1. 状态（State）：状态是系统或对象的某种特定情况或属性，可以是一个离散的值或一个更复杂的数据结构。

在状态机中，状态用于描述系统或对象所处的不同状态，例如开机、关机、运行等。

2. 转换（Transition）：转换是状态之间的切换过程。

它可以由外部事件触发，也可以由内部条件满足时自动触发。

转换可以是简单的一对一关系，也可以是复杂的多对多关系。

在状态机中，转换规则定义了从一个状态到另一个状态的条件和操作。

3. 初始状态（Initial State）：初始状态是系统或对象的初始状态。

在状态机中，初始状态是状态机开始执行时所处的状态。

二、状态机的应用场景状态机广泛应用于各个领域的软件开发中，特别是在需要处理复杂逻辑和状态转换的场景下。

以下是一些常见的应用场景：1. 交通信号灯控制：交通信号灯的状态可以有红灯、黄灯和绿灯，它们之间的转换规则由交通规则和时间控制。

2. 游戏角色行为控制：游戏角色的行为可以有站立、行走、跳跃等，它们之间的转换规则由玩家输入和游戏逻辑控制。

3. 订单状态管理：订单的状态可以有待支付、已支付、待发货、已发货等，它们之间的转换规则由用户行为和系统逻辑控制。

4. 业务流程管理：业务流程的状态可以有开始、进行中、暂停、结束等，它们之间的转换规则由业务规则和用户操作控制。

三、状态机的实现方法状态机的实现方法有多种，可以使用面向对象编程、函数式编程或表驱动等方式来描述和实现状态和转换规则。

简述状态机设计流程

简述状态机设计流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。

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考虑输入、输出以及状态之间的转换条件。

数字电路状态机设计

数字电路状态机设计数字电路状态机是一种在特定输入条件下，产生特定输出逻辑电路的设计。

它通常用于处理控制信号和顺序逻辑的应用中。

本文将介绍数字电路状态机的基本概念、设计流程以及应用实例。

一、数字电路状态机的概念数字电路状态机是一种使用状态和状态转移来描述电路行为的模型。

它由状态寄存器、组合逻辑和组合逻辑控制电路组成。

状态寄存器用于存储当前状态，组合逻辑决定下一个状态和输出的逻辑条件。

二、数字电路状态机的设计流程1. 确定状态和输入信号：首先确定设计中所需要的状态数量和输入信号的种类和数量。

状态可以是离散的值，如0、1等，也可以是更复杂的状态。

2. 绘制状态转移图：根据状态数量和输入信号的种类和数量，绘制状态转移图。

状态转移图是一种有向图，用于描述状态之间的转移条件和动作。

3. 设计状态表：根据状态转移图，设计状态表。

状态表列出了每个状态的转移条件、动作和输出。

4. 实现状态转移表：将状态表转化为逻辑电路，实现状态转移逻辑和输出逻辑。

5. 验证和测试：对设计进行验证和测试，确保状态机在各种输入条件下都能正确地工作。

三、数字电路状态机的应用实例数字电路状态机广泛应用于各种控制和顺序逻辑的场景，下面是一个以闹钟为例的应用实例。

假设我们需要设计一个简单的闹钟电路，具有以下要求：1. 闹钟有两种状态：开和关。

2. 闹钟有两个输入：按钮A（表示设置时间）和按钮B（表示开关闹钟）。

3. 当闹钟处于关闭状态下，按下按钮B时，闹钟进入开启状态，并发出响铃信号。

4. 当闹钟处于开启状态下，按下按钮B时，闹钟进入关闭状态，停止响铃。

通过状态机设计流程，我们可以得到以下结果：1. 状态：开（S1）和关（S0）。

2. 输入信号：按钮A（I1）和按钮B（I0）。

3. 输出信号：响铃（O）。

根据设计要求，我们绘制状态转移图，如下所示：```S0───┐┌──────┐┌──────┐││ I1=1 ││ I1=0 │S1───┘└──────┘└──────┘ I0=1 I0=1```根据状态转移图，设计状态表如下：```当前状态输入下一个状态输出 S0 0 S0 0S0 1 S1 0S1 0 S0 1S1 1 S1 0```根据状态表，实现状态转移表如下：```当前状态输入下一个状态输出 S0 00 S0 0S0 01 S1 0S1 11 S1 0```最后，根据状态转移表实现逻辑电路并进行验证和测试。

stm32基于表结构的状态机设计方法

一、介绍1.1 状态机的概念状态机是一种描述系统行为的数学模型，它由一组状态、一组事件和状态转移函数组成，可以有效地描述系统的状态变化及其对应的动作。

1.2 STM32的应用STM32是一款由意法半导体公司推出的基于ARM Cortex-M内核的微控制器，广泛应用于工业控制、汽车电子、智能家居等领域。

二、基于表结构的状态机设计方法2.1 状态表的建立在设计基于表结构的状态机时，首先需要建立状态表。

状态表是一个描述系统状态及其转移关系的表格，通常包括状态、事件和下一状态三个要素。

2.2 实例分析以一个简单的闪灯控制器为例，介绍如何利用表结构设计状态机。

列出系统可能的状态，例如“灭灯”和“亮灯”，列出可以触发状态变化的事件，例如“按下开关”和“释放开关”。

根据状态及事件确定状态转移关系，并将其填写到状态表中。

2.3 状态转移函数的实现将状态表转化为代码实现时，需要定义状态转移函数。

状态转移函数通常包含当前状态、事件参数，返回下一状态。

利用STM32提供的硬件和软件资源，实现状态转移函数，实现状态机的具体功能。

三、基于表结构的状态机设计实例3.1 程序框架搭建首先建立一个简单的STM32工程，设置系统时钟、引脚状态等基本配置。

3.2 状态表的建立在工程中建立状态表，定义系统可能的状态及其转移关系，填写到表格中。

3.3 状态转移函数的实现编写状态转移函数，根据状态表的定义，实现状态机的具体功能。

3.4 程序验证在开发板上烧录程序，通过观察LED灯的闪烁来验证状态机的设计是否符合预期。

四、表结构的状态机设计方法的优势4.1 结构清晰基于表结构的状态机设计方法能够清晰地描述系统的状态变化及其对应的动作，便于理解和维护。

4.2 易于扩展通过增加状态和事件，并修改状态转移关系，能够方便地扩展状态机的功能。

4.3 便于调试由于状态机的设计通过表格直观呈现，便于调试和验证状态机的正确性。

五、结语通过本文的介绍和实例分析，可以清晰地了解基于表结构的状态机设计方法在STM32上的应用。

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S1 = 3'd1, S2 = 3'd2, S3 = 3'd3, ERROR = 3'd4; reg [2:0] state, next; always @(posedge clk or posedge rst)//异步复位，时序逻辑 if (rst) state <= IDLE; else state <= next; always @(state or i1 or i2 or i3 or i4) begin //组合逻辑，敏感列表包含当前状态以及所有的状态 机输入 next = 3'bx;//设置默认值，以便防止因为 if 或者 case 语句不完整综合生成锁存器 err = 0; n_o1 = 1; o2 = 0; o3 = 0; o4 = 0; case (state) IDLE: begin next = ERROR;//如果下面所有的 if 条件都不符合，则对 next 赋该默认值 if (!i1) next = IDLE; if (i1 & i2) next = S1; if (i1 & !i2 & i3) next = S2; end S1: begin next = ERROR; if (!i2) next = S1; if (i2 & i3) next = S2; if (i2 & !i3 & i4) next = S3; n_o1 = 0; o2 = 1; end S2: begin next = ERROR; if (i3) next = S2; if (!i3 & i4) next = S3;
图 1 为状态机结构图
显式的 FSM 描述方法可以描述任意的 FSM（参考 Verilog 第四版 P181 有限状态机的 说明）。两个 always 模块。其中一个是时序模块，一个为组合逻辑。时序模块设计与书上 完全一致，表示状态转移，可分为同步与异步复位。 同步： always @(posedge clk) if (!reset) ………… 异步： always @(posedge or negedge reset) if (!reset) …………
初始化为默认值，可能比在每个 case 语句中指定明确的状态转移更简单。 6 Synplify 中状态机设计：
可以在 Synplify 中添加在 state 定义时添加如下约束属性来限定状态机的编码： reg [2:0] state /* synthesis syn_encoding = "onehot" */; Synplify 中包含一个强大的 FSM 编辑器，可以产生在时间和面积上均得到优化的状态机设计，但这将忽略 一些状态机中未定义的状态（invalid state）,如果必须在状态机进入了未定义的状态后能自动回到有效 状态，可以在状态机生成时添加一个安全属性（safe），使得到达无效状态时能回到初始状态，这对电路 的时间和面积产生很小的影响：reg [2:0] state /* synthesis syn_encoding = "safe,onehot" */; 这种方法可能与源代码中实际描述的不一致，对于大多数设计来说这不会产生问题，但如果必须与源代码 中描述的状态机流程图相吻合，可以通过约束属性关掉 FSM 编辑器：reg [4:0] state /* synthesis syn_preserve=1 */;但这将严重影响电路的时间和面积特性，下表是将三种方法应用在 Altera Flex10k 和 Xilinx Virtex 上的比较： 编者注：对第 5 条和第 6 条在 Synplicity 公司的 Application Note ”Designing Safe Verilog State Machines with Synplify”中有更详细的说明。 7 几种状态机编码比较：
状态机设计
FSM 简介：
FSM 分两大类：米里型和摩尔型，组成要素有输入（包括复位），状态（包括当前状 态的操作），状态转移条件，状态的输出条件，图 1 为状态机结构图。设计 FSM 的方法和 技巧多种多样，但是总结起来有两大类：第一种，将状态转移和状态的操作和判断等写到一 个模块（process、block）中。另一种是将状态转移单独写成一个模块，将状态的操作和判 断等写到另一个模块中（在 Verilog 代码中，相当于使用两个“always” block）。其中较好的 方式是后者。其原因如下：
组合逻辑用 case 语句，sensitive list 包括当然状态（current state）和输入（a,b,c…）。 编者注：以下是编者从“State Machine Coding Styles for Synthesis”一文中摘取的程序代码，是一个简 单状态机的示例，采用两个 always 块的方法： module bm1_s (err, n_o1, o2, o3, o4,i1, i2, i3, i4, clk, rst); output err, n_o1, o2, o3, o4; input i1, i2, i3, i4, clk, rst; reg err, n_o1, o2, o3, o4; parameter [2:0] //可以在此处添加综合约束属性来限定状态机的编码：binary,one-hot,gray,etc… IDLE = 3'd0,
另外有一个技巧：大多数综合器都支持 Verilog 编码状态机的完备状态属性－－“full case”。这个 属性用于指定将状态机综合成完备的状态，如 Synplicity 的综合工具（Synplify/Synplify Pro）支持的 命令格式如下： case (current_state) // synthesis full_case 2‟b00 : next_state <= 2‟b01; 2‟b01 : next_state <= 2‟b11; 2‟b11 : next_state <= 2‟b00; //这两段代码等效 case (current_state) 2‟b00 : next_state <= 2‟b01; 2‟b01 : next_state <= 2‟b11; 2‟b11 : next_state <= 2‟b00; default : next_state <= 2bx;
Verilog 的非阻塞行赋值模拟的是实际硬件中串行寄存器的行为，排除了很多潜在的竞争冒险。在使 用非阻塞赋值的时候，很多设计者采用"intra-assignment timing delay"（在非阻塞赋值前人为加入一个 很小单位的延时）。如下例： always @(posedge clk or posedge rst) if (rst) state <= #1 IDLE; else state <= #1 nextstate; 关于这种写法的阐释有下面几点： I. 首先，这种描述是行为级描述方式，仅仅在仿真时起作用，在综合时会自动被综合器忽略。也就是通常 所说的延时描述是不可综合的。 II. 这种描述的好处之一是：它简单模拟了赋值过程寄存器内部的 clock-to-output 的延时，在做行为级 功能仿真的时候，也可以发现一些由于寄存器固有延迟造成的时序和功能问题。 III. 避免了由 RTL 级代码向门级描述转变过程中的一些潜在错误，如保持时间带来的问题。
o2 = 1; o3 = 1; end S3: begin
next = S3; if (!i1) next = IDLE; if (i1 & i2) next = ERROR; o4 = 1; end endmodule 对于状态机的输出可以通过寄存器寄存一下，消除毛刺，这将另外需要一个 always 块，也就是状态机三个 always 块的写法。 编码风格： 1. 避免生成锁存器
一个完备的状态机（健壮性强）应该具备初始化(reset)状态和默认(default)状态。当芯片加电或者 复位后，状态机应该能够自动将所有判断条件复位，并进入初始化状态。需要注 明的一点是，大多数 FPGA 有 GSR（Global Set/Reset）信号，当 FPGA 加电后，GSR 信号拉高，对所有的 寄存器，RAM 等单元复位/置位，这时配置于 FPGA 的逻辑并未生效，所以不能保证正确的进入初始化状态。 所以使用 GSR 进入 FPGA 的初始化状态，常常会产生种种不必一定的麻烦。一般简单方便的方法是采用异 步复位信号，当然也可以使用同步复位，但是要注意同步复位的逻辑设计。状态机也应该有一个默认 （default）状态，当转移条件不满足，或者状态发生了突变时，要能保证逻辑不会陷入“死循环”。这是对 状态机健壮性的一个重要要求，也就是常说的要具备“自恢复”功能。对应于编码就是对 case，if－else 语 句要特别注意，要写完备的条件判断语句。VHDL 中，当使用 CASE 语句的时候，要使用“When Others”建立 默认状态。使用“IF...THEN...ELSE”语句的时候，要在“ELSE”指定默认状态。Verilog 中，使用“case”语 句的时候要用“default”建立默认状态，使用“if...else”语句的注意事项相似。
4 不论是二进制编码的 FSM，还是独热码 FSM，复位时状态寄存器应该赋值为 IDLE 状态，如下： always@( posedge clk or posedge rst ) if( rst ) state <= #1 IDLE; else state <= #1 next; 如果实现简化的独热码 FSM，复位时状态寄存器首先赋值为全零，然后再立即置位状态寄存器的 IDLE 位。注意：两个非阻塞性赋值作用在同一位上。这完全符合 Verilog 标准 规定，在此情况下，最后的非阻塞性赋值会代替前面所有的非阻塞性赋值，即更新状态机的 IDLE 位，如下 所示： always@( posedge clk or posedge rst ) if( rst ) begin state <= 5'b0; state[IDLE] <= 1'b1; end else state <= next; 5 状态机中组合逻辑块的赋值 在组合 always 块中只能使用阻塞性赋值。来自同步 always 块的状态寄存器和状态机的所有输入触发 组合 always 块，该块更新下一状态。应该在组合 always 块的最前面为下一状态赋一个默认值，块内的 case 语句会更新该默认值。通常下一状态有三种默认值：全 x；预定的恢复状态，如 IDLE；状态寄存器的当前