[FPGA状态机 - 实现二段式结构的方法与优化]

[FPGA状态机 - 实现二段式结构的方法与优化]

FPGA状态机是数字电路设计中重要的基础知识之一，而实现二段式结构是状态机设计中常用的优化方法。本文将以详细的代码和描述介绍如何实现FPGA状态机的二段式结构，并探讨其优化方法。

FPGA状态机的实现可以使用Verilog或VHDL等高级硬件描述语言。以下是使用Verilog实现的示例代码：

module fsm (
  input clk,
  input rst,
  input [1:0] input_data,
  output reg [1:0] state_out
);

localparam S0 = 2'b00;
localparam S1 = 2'b01;
localparam S2 = 2'b10;
localparam S3 = 2'b11;

reg [1:0] state_reg, state_next;

always @(posedge clk or negedge rst)
begin
  if (~rst) begin
    state_reg <= S0;
  end else begin
    state_reg <= state_next;
  end
end

always @*
begin
  state_next = state_reg;
  case (state_reg)
    S0: if (input_data == 2'b01) state_next = S1;
    S1: if (input_data == 2'b00) state_next = S0;
        else if (input_data == 2'b10) state_next = S2;
    S2