状态机（state machine）

一、状态机分类

Mealy状态机：输出取决于输入和当前状态

状态寄存器：由一组触发器组成，用来记忆状态机当前所处的状态，状态的改变只发生在时钟的跳变沿。状态寄存器由一组触发器组成，用来记忆状态机当前所处的状态，状态的改变只发生在时钟的跳变沿。

状态是否改变、如何改变，取决于组合逻辑F的输出，F是当前状态和输入信号的函数。

状态机的输出是由输出组合逻辑G提供的，G也是当前状态和输入信号的函数。

 

Moore 状态机：输出只取决于当前状态，可以看成Mealy的一种

 

二、如何写状态机

三段式状态机：

1、状态空间定义：罗列所有状态

独热码：适合写条件复杂但是状态少的状态机，译码逻辑简单，虽然占用较多位数，但是组合电路会简单很多

格雷码：适合写条件不复杂但是状态多的状态机。

2、状态跳转（时序逻辑）（一段）

3、下个状态判断（组合逻辑）（二段）

latch（锁存器）：电平触发，组合逻辑中会产生，尽量避免，会产生毛刺。if语句中缺少else，case中多余情况未default。

触发器：电平触发。

4、各个状态下的动作（三段）

 

三段式可以在组合逻辑后再增加一级寄存器来实现时序逻辑输出：

    1、可以有效地滤去组合逻辑输出的毛刺；

    2、可以有效地进行时序计算与约束；

    3、另外对于总线形式的输出信号来说，容易使总线数据对齐，从而减小总线数据间  的偏移，减小接收端数据采样出错的频率。