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有限狀態(tài)機的初始狀態(tài)與內存辯論
狀態(tài)機有幾種編碼，最流行的是二進制，格雷和一鍵編碼。對于人類而言，選擇使用哪種編碼是一項艱巨的任務。這就是為什么最好讓編譯器為您選擇此項。
設計中的FSM
現在，您可以使用上述技術來設計Mealy和Moore狀態(tài)機，一旦掌握了這些技巧，就很有趣，也很有趣。
但是，除了學校的項目外，您真的 需要多久使用一種狀態(tài)機，該狀態(tài)機具有我們剛剛設計的那種任意行為？幾乎總是！乍一看可能并不明顯，但是您可以采用自頂向下的方法將系統(tǒng)描述為一系列狀態(tài)。此序列可以繪制為狀態(tài)圖，也可以記錄為狀態(tài)表。獲得該表示后，您就可以自由編寫HDL代碼。
注意，在我們的示例中，您可能會或可能不會最終使用諸如y之類的輸出變量，這很好，因為許多狀態(tài)機僅指示系統(tǒng)的行為，并且這種行為可以在專用狀態(tài)下編寫。
初始狀態(tài)如何？
自傳統(tǒng)邏輯集成電路（例如74LSXX TTL和40XX CMOS芯片）問世以來，設置初始狀態(tài)一直是一個棘手的挑戰(zhàn)。那時，您依靠 觸發(fā)器的“預設” 和“清除”輸入，這些輸入與某些上電復位信號相關聯，因此在上電時始終會設置所需的初始狀態(tài)。
現在，對于FPGA，是否應在系統(tǒng)中使用復位輸入信號來充當此類上電復位信號一直存在爭議。帶有重置輸入的我們的Verilog示例如下所示：
module MyFSM(
input
clk,
input
reset,
input
x,
output
y);
reg [1:0] state;
assign y =
state[1]&state[0]&x;
always @ (negedge
clk)
if
(reset)
state
<= 2’b00; // ...or the initial state you want.
else
case (state)
2'b00:
state <= x?2'b01:2'b00;
2'b01:
state <= x?2'b10:2'b00;
2'b10:
state <= x?2'b11:2'b00;
2'b11:
state <= 2'b00;
endcase
endmodule
之所以引起爭議，是因為以下事實：大多數（但不是全部）FPGA將其配置存儲器實現為易失性的靜態(tài)RAM（更好地稱為SRAM），并且使用外部非易失性存儲設備以強大的功率將配置復制到FPGA中-在啟動過程中。此啟動過程通常使Verilog初始 塊可合成！
這意味著，當您具有某種語言的初始化方法時，可能不需要復位輸入信號即可初始化變量。使用原始的Verilog示例，只需要一行代碼：
initial state <= 2’b00; //
...或您想要的初始狀態(tài)。
但是，并非所有的FPGA都將其內部配置存儲器實現為SRAM。一些FPGA（如Lattice
MachXO2系列）具有內部非易失性配置存儲器，因此無需啟動任何東西，從而使初始 塊不可用于合成，僅對初始化測試平臺模塊有效。
通常，初始塊無法合成的主要原因是Verilog用于許多目標技術，包括ASIC（沒有啟動序列）。無論如何，您應該始終考慮遵循FPGA制造商的建議。是否使用復位輸入，或者如果您決定偏離，至少找到一個很好的理由。
軟處理器中的FSM
您可能知道，所有CPU的控制邏輯在某處都有一個狀態(tài)機。狀態(tài)可能具有描述性名稱，例如“獲取”，“解碼”，“執(zhí)行”和“回寫”，或者可以簡單地將其視為執(zhí)行周期，例如周期1，周期2等。關鍵是，CPU內核是Verilog中FSM令人驚訝的易于實現的應用程序。
如果您希望使用本文中介紹的技術在Verilog中實現軟處理器的實現。
首先，用Verilog編寫FSM似乎令人生畏，但是如果讓綜合工具通過將代碼作為案例語句輸入來幫助您，則可以輕松啟動并運行應用程序。