深入浅出IIC协议 -- 第二篇：FPGA数字接口设计方法论

第二篇：FPGA数字接口设计方法论

副标题 ：从状态机到跨时钟域——打造工业级I2C控制器的设计密码

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1. 状态机设计黄金法则

1.1 状态机类型抉择

• Mealy与Moore对比实验 ：

类型	输出依赖	时序特性	I2C适用场景
Moore	仅当前状态	延迟稳定	协议主状态控制
Mealy	状态+输入	响应快速	从机异常检测

• 案例分析 ：I2C Master主控状态机为何推荐Moore型？
  避免输入信号抖动导致输出突变
  符合协议严格的时序确定性要求

1.2 三段式状态机编码规范

• 标准化模板 ：
  verilog

// 第一段：状态转移

always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
  if(!rst_n) curr_state <= IDLE;
  else       curr_state <= next_state;
end

// 第二段：状态逻辑
always @(*) begin