8、有限状态机设计与半导体内存知识详解

有限状态机设计与半导体内存知识详解

1. 有限状态机设计步骤

1.1 下一状态逻辑合成

在状态机设计中，下一步是合成下一状态逻辑。下一状态逻辑会根据当前状态和系统输入来计算下一状态变量的值。由于组合逻辑函数只驱动一个输出位，所以下一状态代码中的每一位都需要一个专门的组合逻辑电路。状态转换表包含了合成下一状态逻辑所需的所有信息，包括每种状态代码和系统输入组合下每个下一状态变量的确切输出值。

以按钮式窗户控制器为例，因为只有一个下一状态变量（Q_nxt），所以只需创建一个组合逻辑电路。该组合逻辑电路的输入是Q_cur和Press。状态转换表按照正式真值表的二进制计数顺序列出输入值，这使得合成组合逻辑电路变得简单直接。

1.2 输出逻辑合成

状态机设计的下一步是合成输出逻辑。输出逻辑会根据当前状态，以及在米利机的情况下还会根据系统输入，来计算系统输出的值。每个输出信号都需要一个专门的组合逻辑电路。同样，状态转换表包含了合成输出逻辑所需的所有信息。

在按钮式窗户控制器示例中，需要创建一个电路来计算输出“Open_CW”，另一个电路来计算输出“Close_CCW”。这些电路的输入是当前状态（Q_cur）和系统输入（Press）。

1.3 最终逻辑图设计

状态机设计的最后一步是创建逻辑图。可以回顾状态机的框图。逻辑图从输入状态存储器开始，状态存储器由D触发器组成，用于保存当前状态代码，每个当前状态变量需要一个D触发器。在绘制D触发器时，用它们将保存的当前状态变量进行标注会很有帮助。

逻辑图的下一部分是下一状态逻辑。计算下一状态变量的每个组合逻辑电路应绘制在保存相