利用有限状态机进行时序逻辑的设计
时序逻辑实验报告
时序逻辑实验报告时序逻辑实验报告引言：时序逻辑是计算机科学中的重要概念，它描述了事件在时间上的顺序和发生关系。
在本次实验中，我们将探索时序逻辑的基本原理，并通过实际的电路设计和仿真来加深对其理解。
实验一：时钟信号的生成和分频时钟信号是时序逻辑中的基础，它提供了时间参考，使得电路中的各个元件能够按照特定的时间序列进行操作。
在本实验中，我们首先学习了如何通过计数器和分频器生成时钟信号。
通过调整分频器的参数，我们可以得到不同频率的时钟信号，并观察其对电路行为的影响。
实验二：时序逻辑电路的设计在本实验中，我们将学习如何设计时序逻辑电路。
时序逻辑电路通常由触发器、计数器、状态机等组成，它们能够根据输入信号的变化产生不同的输出。
我们将通过实际的案例来展示时序逻辑电路的设计过程，并使用仿真工具验证其正确性。
实验三：状态机的设计和实现状态机是时序逻辑中常用的模型，它描述了系统根据输入信号的变化而转换的状态。
在本实验中，我们将学习如何设计和实现状态机。
通过定义状态和状态转换条件，我们可以将复杂的系统行为转化为简单的状态转换图，并通过电路实现这些状态转换。
实验四：时序逻辑电路的故障排查时序逻辑电路的故障排查是电子工程师日常工作中的重要环节。
在本实验中，我们将学习如何通过逻辑分析仪和示波器等工具来排查时序逻辑电路的故障。
通过观察信号波形和逻辑分析结果，我们可以确定故障的原因，并采取相应的修复措施。
实验五：时序逻辑电路的应用时序逻辑电路在计算机科学和电子工程中有着广泛的应用。
在本实验中，我们将学习一些时序逻辑电路的典型应用，如计数器、时序多路复用器等。
通过实际的案例，我们可以更好地理解时序逻辑电路在实际系统中的作用和价值。
结论：通过本次实验，我们深入了解了时序逻辑的基本原理和应用。
我们学习了时钟信号的生成和分频，掌握了时序逻辑电路的设计和实现方法，学会了使用工具进行故障排查。
时序逻辑在现代电子系统中起着重要的作用，通过实验的学习，我们对其有了更深入的理解和应用能力。
Verilog设计练习十例及答案
设计练习进阶前言：在前面九章学习的基础上，通过本章的练习，一定能逐步掌握Verilog HDL设计的要点。
我们可以先理解样板模块中每一条语句的作用，然后对样板模块进行综合前和综合后仿真，再独立完成每一阶段规定的练习。
当十个阶段的练习做完后，便可以开始设计一些简单的逻辑电路和系统。
很快我们就能过渡到设计相当复杂的数字逻辑系统。
当然，复杂的数字逻辑系统的设计和验证，不但需要系统结构的知识和经验的积累，还需要了解更多的语法现象和掌握高级的Verilog HDL系统任务，以及与C语言模块接口的方法（即PLI），这些已超出的本书的范围。
有兴趣的同学可以阅读Verilog语法参考资料和有关文献，自己学习，我们将在下一本书中介绍Verilog较高级的用法。
练习一．简单的组合逻辑设计目的: 掌握基本组合逻辑电路的实现方法。
这是一个可综合的数据比较器，很容易看出它的功能是比较数据a与数据b，如果两个数据相同，则给出结果1，否则给出结果0。
在Verilog HDL中，描述组合逻辑时常使用assign 结构。
注意equal=(a==b)1:0,这是一种在组合逻辑实现分支判断时常使用的格式。
模块源代码：" qual(equal),.a(a),.b(b)); 简单时序逻辑电路的设计目的：掌握基本时序逻辑电路的实现。
在Verilog HDL中，相对于组合逻辑电路，时序逻辑电路也有规定的表述方式。
在可综合的Verilog HDL模型，我们通常使用always块和@(posedge clk)或@(negedge clk)的结构来表述时序逻辑。
下面是一个1/2分频器的可综合模型。
eset(reset),.clk_in(clk),.clk_out(clk_out));endmodule仿真波形：练习：依然作clk_in的二分频clk_out，要求输出与上例的输出正好反相。
编写测试模块，给出仿真波形。
练习三. 利用条件语句实现较复杂的时序逻辑电路目的：掌握条件语句在Verilog HDL中的使用。
北邮电子院专业实验报告
电子工程学院ASIC专业实验报告班级：姓名：学号：班内序号：第一部分语言级仿真LAB 1：简单的组合逻辑设计一、实验目的掌握基本组合逻辑电路的实现方法;二、实验原理本实验中描述的是一个可综合的二选一开关,它的功能是当sel = 0时,给出out = a,否则给出结果out = b;在Verilog HDL中,描述组合逻辑时常使用assign结构;equal=a==b1:0是一种在组合逻辑实现分支判断时常用的格式;parameter定义的size参数决定位宽;测试模块用于检测模块设计的是否正确,它给出模块的输入信号,观察模块的内部信号和输出信号;三、源代码module scale_muxout,sel,b,a;parameter size=1;outputsize-1:0 out;inputsize-1:0b,a;input sel;assign out = sela:selb:{size{1'bx}};endmodule`define width 8`timescale 1 ns/1 nsmodule mux_test;reg`width:1a,b;wire`width:1out;reg sel;scale_mux`widthm1.outout,.selsel,.bb,.aa;initialbegin$monitor$stime,,"sel=%b a=%b b=%b out=%b",sel,a,b,out;$dumpvars2,mux_test;sel=0;b={`width{1'b0}};a={`width{1'b1}};5sel=0;b={`width{1'b1}};a={`width{1'b0}};5sel=1;b={`width{1'b0}};a={`width{1'b1}};5sel=1;b={`width{1'b1}};a={`width{1'b0}};5 $finish;endendmodule四、仿真结果与波形LAB 2：简单时序逻辑电路的设计一、实验目的掌握基本时序逻辑电路的实现;二、实验原理在Verilog HDL中,相对于组合逻辑电路,时序逻辑电路也有规定的表述方式;在可综合的Verilog HDL模型中,我们常使用always块和posedge clk或negedge clk的结构来表述时序逻辑;在always块中,被赋值的信号都必须定义为reg型,这是由时序逻辑电路的特点所决定的对于reg 型数据,如果未对它进行赋值,仿真工具会认为它是不定态;为了正确地观察到仿真结果,在可综合的模块中我们通常定义一个复位信号rst-,当它为低电平时对电路中的寄存器进行复位;三、源代码`timescale 1 ns/100 psmodule countercnt,clk,data,rst_,load;output4:0cnt ;input 4:0data;input clk;input rst_;input load;reg 4:0cnt;alwaysposedge clk or negedge rst_ifrst_cnt<=0;elseifloadcnt<=3 data;elsecnt<=4 cnt + 1;endmodule`timescale 1 ns/1 nsmodule counter_test;wire4:0cnt;reg 4:0data;reg rst_;reg load;reg clk;counter c1t cnt,.clk clk,.datadata,.rst_rst_,.loadload;initial beginclk=0;forever begin10 clk=1'b1;10 clk=1'b0;endendinitialbegin$timeformat-9,1,"ns",9;$monitor"time=%t,data=%h,clk=%b,rst_=%b,load=%b,cnt=%b", $stime,data,clk,rst_,load,cnt;$dumpvars2,counter_test;endtask expect;input 4:0expects;ifcnt ==expectsbegin$display"At time %t cnt is %b and should be %b", $time,cnt,expects;$display"TEST FAILED";$finish;endendtaskinitialbeginnegedge clk{rst_,load,data}=7'b0_X_XXXXX;negedge clkexpect5'h00;{rst_,load,data}=7'b1_1_11101;negedge clkexpect5'h1D;{rst_,load,data}=7'b1_0_11101;repeat5negedge clk;expect5'h02;{rst_,load,data}=7'b1_1_11111;negedge clkexpect5'h1F;{rst_,load,data}=7'b0_X_XXXXX;negedge clkexpect5'h00;$display"TEST PASSED";$finish;endendmodule四、仿真结果与波形五、思考题该电路中,rst-是同步还是异步清零端在的always块中reset没有等时钟,而是直接清零;所以是异步清零端;LAB 3：简单时序逻辑电路的设计一、实验目的使用预定义的库元件来设计八位寄存器;二、实验原理八位寄存器中,每一位寄存器由一个二选一MUX和一个触发器dffr组成,当load=1,装载数据；当load=0,寄存器保持;对于处理重复的电路,可用数组条用的方式,使电路描述清晰、简洁; 三、源代码`timescale 1 ns /1 nsmodule clockclk;reg clk;output clk;initial beginclk=0;forever begin10 clk=1'b1;10 clk=1'b0;endendendmodulemux及dffr模块调用代码mux mux7.outn17,.selload,;dffr dffr7 .qout7, .dn17, .clkclk, .rst_rst_ ;mux mux6 .outn16, .selload, .bdata6, .aout6;dffr dffr6 .qout6, .dn16, .clkclk, .rst_rst_ ;mux mux5 .outn15, .selload, .bdata5, .aout5;dffr dffr5 .qout5, .dn15, .clkclk, .rst_rst_ ;mux mux4 .outn14, .selload, .bdata4, .aout4;dffr dffr4 .qout4, .dn14, .clkclk, .rst_rst_ ;.selload, .bdata3, .aout3;dffr dffr3 .qout3, .dn13, .clkclk, .rst_rst_ ;mux mux2 .outn12, .selload, .bdata2, .aout2;dffr dffr2 .qout2, .dn12, .clkclk, .rst_rst_ ;mux mux1 .outn11, .selload, .bdata1, .aout1;dffr dffr1 .qout1, .dn11, .clkclk, .rst_rst_ ;mux mux0 .outn10, .selload, .bdata0, .aout0;dffr dffr0 .qout0, .dn10,;例化寄存器register r1.datadata,.outout,.loadload,.clkclk,.rst_rst_;例化时钟clock c1.clkclk;添加检测信号initialbegin$timeformat-9,1,"ns",9;$monitor"time=%t,clk=%b,data=%h,load=%b,out=%h",$stime,clk,data,load,out;$dumpvars2,register_test;end四、仿真结果与波形LAB 4：用always块实现较复杂的组合逻辑电路一、实验目的掌握用always实现组合逻辑电路的方法；了解assign与always两种组合逻辑电路实现方法之间的区别;二、实验原理仅使用assign结构来实现组合逻辑电路,在设计中会发现很多地方显得冗长且效率低下;适当地使用always来设计组合逻辑,会更具实效;本实验描述的是一个简单的ALU指令译码电路的设计示例;它通过对指令的判断,对输入数据执行相应的操作,包括加、减、或和传数据,并且无论是指令作用的数据还是指令本身发生变化,结果都要做出及时的反应;示例中使用了电平敏感的always块,电平敏感的触发条件是指在后括号内电平列表的任何一个电平发生变化就能触发always块的动作,并且运用了case结构来进行分支判断;在always中适当运用default在case结构中和else子if…else结构中,通常可以综合为纯组合逻辑,尽管被赋值的变量一定要定义为reg型;如果不使用default或else对缺省项进行说明,易产生意想不到的锁存器;三、源代码电路描述alwaysopcode or data or accumbeginifaccum==8'b00000000zero=1;elsezero=0;caseopcodePASS0: out =accum;PASS1: out =accum;ADD: out = data + accum;AND: out =data&accum;XOR: out =data^accum;PASSD: out=data;PASS6: out=accum;PASS7: out=accum;default: out=8'bx;endcaseend四、仿真结果与波形LAB 5：存储器电路的设计一、实验目的设计和测试存储器电路;二、实验原理本实验中,设计一个模块名为mem的存储器仿真模型,该存储器具有双线数据总线及异步处理功能;由于数据是双向的,所以要注意,对memory的读写在时序上要错开;三、源代码自行添加的代码assign data= readmemoryaddr:8'hZ;always posedge writebeginmemoryaddr<=data7:0;end四、仿真结果与波形LAB 6：设计时序逻辑时采用阻塞赋值与非阻塞赋值的区别一、实验目的明确掌握阻塞赋值与非阻塞赋值的概念和区别；了解阻塞赋值的使用情况;二、实验原理在always块中,阻塞赋值可以理解为赋值语句是顺序执行的,而非阻塞赋值可以理解为并发执行的;实际时序逻辑设计中,一般情况下非阻塞赋值语句被更多的使用,有时为了在同一周期实现相互关联的操作,也使用阻塞赋值语句;三、源代码`timescale 1 ns/ 100 psmodule blockingclk,a,b,c;output3:0b,c;input 3:0a;input clk;reg 3:0b,c;alwaysposedge clkbeginb =a;c =b;$display"Blocking: a=%d,b=%d,c=%d.",a,b,c;endendmodule`timescale 1 ns/ 100 psmodule non_blockingclk,a,b,c;output3:0 b,c;input3:0 a;input clk;reg 3:0b,c;always posedge clkbeginb<=a;c<=b;$display"Non_blocking:a=%d,b=%d,c=%d",a,b,c;endendmodule`timescale 1 ns/ 100 psmodule compareTop;wire 3:0 b1,c1,b2,c2;reg3:0a;reg clk;initialbeginclk=0;forever 50 clk=~clk;endinitial$dumpvars 2,compareTop;initialbegina=4'h3;$display"_______________________________";100 a =4'h7;$display"_______________________________";100 a =4'hf;$display"_______________________________";100 a =4'ha;$display"_______________________________";100 a =4'h2;$display"_______________________________";100 $display"_______________________________";$finish;endnon_blocking nonblockingclk,a,b2,c2;blocking blockingclk,a,b1,c1;endmodule四、仿真结果与波形LAB 7：利用有限状态机进行复杂时序逻辑的设计一、实验目的掌握利用有限状态机FSM实现复杂时序逻辑的方法;二、实验原理控制器是CPU的控制核心,用于产生一系列的控制信号,启动或停止某些部件;CPU何时进行读指令,何时进行RAM和I/O端口的读写操作等,都由控制器来控制;三、源代码补充代码nexstate<=state+1'h01;casestate1:begin sel=1;rd=0;ld_ir=0;inc_pc=0;halt=0;ld_pc=0;data_e=0;ld_ac=0;wr=0;end2:begin sel=1;rd=1;ld_ir=0;inc_pc=0;halt=0;ld_pc=0;data_e=0;ld_ac=0;wr=0;end3:begin sel=1;rd=1;ld_ir=1;inc_pc=0;halt=0;ld_pc=0;data_e=0;ld_ac=0;wr=0;end4:begin sel=1;rd=1;ld_ir=1;inc_pc=0;halt=0;ld_pc=0;data_e=0;ld_ac=0;wr=0;end 5:begin sel=0;rd=0;ld_ir=0;inc_pc=1;ld_pc=0;data_e=0;ld_ac=0;wr=0;ifopcode==`HLThalt=1;end6:beginsel=0;rd=alu_op;ld_ir=0;inc_pc=0;halt=0;ld_pc=0;data_e=0;ld_ac=0;wr=0;end7:beginsel=0;rd=alu_op;ld_ir=0;halt=0;data_e=alu_op;ld_ac=0;wr=0;ifopcode==`SKZinc_pc<=zero;ifopcode==`JMPld_pc=1;end0:beginsel=0;rd=alu_op;ld_ir=0;halt=0;data_e=alu_op;ld_ac=alu_op;inc_pc=opcode==`SKZ&zero||opcode==`JMP;ifopcode==`JMPld_pc=1;ifopcode==`STOwr=1;endNo.00000000 No.00000000 No.00000101 No.00000001 // 1C TEMP: //1 temporary variable00000001 // 1D time: // 1 constant 144 - max value 00000110 // 1E LIMIT: // 6 constant 1一、仿真结果与波形第二部分电路综合一、实验目的掌握逻辑综合的概念和流程,熟悉采用Design Compiler进行逻辑综合的基本方法;二、实验内容采用SYNOPSYS公司的综合工具Design Compiler对实验7的做综合;三、源代码与实验指导书中相同;四、门级电路仿真结果与波形五、思考题1.文件是verilog语言及的描述还是结构化的描述是结构化的描述;2.文件中,对触发器的延迟包括哪些信息包括对逻辑单元和管脚的上升/下降时延的最大值、最小值和典型值;第三部分版图设计一、实验目的掌握版图设计的基本概念和流程,熟悉采用Sysnopsys ICC工具进行版图设计的方法;二、实验内容对电路综合输出的门级网表进行布局布线;三、源代码与实验指导书中相同;四、仿真结果与波形布局规划后结果未产生core ring和mesh前产生core ring和mesh后电源线和电影PAD连接后filler PAD填充后布局后结果时钟树综合后结果布线后结果寄生参数的导出和后仿五、思考题1.简述ICC在design setup阶段的主要工作;创建设计库,读取网表文件并创建设计单元,提供并检查时间约束,检查时钟;在对之前的数据与信息进行读取与检查后保存设计单元;2.为什么要填充filler padfiller pad把分散的pad单元连接起来,把pad I/O区域供电连成一个整体;使它们得到持续供电并提高ESD保护能力;3.derive_pg_connection的作用是什么描述有关电源连接的信息;4.简述floorplan的主要任务;对芯片大小、输入输出单元、宏模块进行规划,对电源网络进行设计;5.简述place阶段的主要任务;对电路中的延时进行估计与分析,模拟时钟树的影响,按照时序要求,对标准化单元进行布局;6.简述CTS的主要步骤;设置时钟树公共选项；综合时钟树；重新连接扫描链；使能传播时钟；Post-CTS布局优化；优化时钟偏移；优化时序;实验总结经过数周的ASIC专业实验,我对芯片设计流程、Verilog HDL语言、Linux基本指令和Vi文本编辑器有了基本的了解;虽然之前对芯片设计、VHDL一无所知,但通过实验初步熟悉了ASIC的体系结构和VHDL的基本语法,对电路中时钟、寄生参数、元件布局带来的影响也有了了解;我在实验中也遇到了许多问题,但我在老师、助教、同学的帮助下解决了这些问题,也有了更多收获;通过这次ASIC专业实验,我加深了对本专业的认识;我会继续努力成为合格的电子人;。
状态机程序设计
典型状态机设计由状态信号定义、准备下一状态进程、状态切换进程、输出进程等四部分构成。 【例6-1】用FPGA/CPLD控制AD574进行12位A/D转换，并将转换结果保存在Q0~Q11中
CE
CS
RC
X12/8
A0
工作状态
0
X
X
X
X
禁止
X
1
X
X
X
禁止
1
0
0
X
0
启动12位转换
状态信号定义：采用枚举数据类型定义系统中有哪些状态，并定义当前状态信号、下一状态信号。一般放在结构体的ARCHITECTURE和BEGIN之间。
在数字系统中，每一状态对应一个二进制数，称状态编码。如AD574控制有5个状态，可用3位二进制表示：（000、001、010、011、100）。
但设计者在状态机的设计中，为了更利于阅读、编译和VHDL综合器的优化，往往将表征每一状态的二进制数组用文字符号来代表，即所谓状态符号化。如（s0，sl，s2，s3，s4，s5），或者（READY，START，WAIT_H， WAIT_L ，READ, LOCK）等更直观的符号表示。
PROCESS（c_st，STATUS） --准备下一状态 BEGIN CASE c_st IS WHEN s0=>n_st<=s1; CE<=‘0’;RC<='0‘;LOCK<='0'; WHEN S1=>n_st<=s2; CE<=‘1’;RC<=‘0’;LOCK<='0‘; WHEN s2=>IF(STATUS='1') THEN n_st<=s3; ELSE n_st<=s2; END 1F; CE<=‘0’;RC<=‘0’;LOCK<=‘0’; WHEN s3=> IF(STATUS='1') THEN n_st<=s3; ELSE n_st<=s4; END 1F; CE<=‘0’;RC<=‘0’;LOCK<=‘0’; WHEN S4=>n_st<=s5;CE<=‘1’;RC<=‘1’;LOCK<=‘0’; WHEN S5=>n_st<=s0;CE<=‘1’;RC<=‘1’;LOCK<=‘1’; WHEN OTHERS=>n_st<=s0; CE<=‘0’;RC<=‘0’;LOCK<=‘0’; END CASE； END PROCESS；
有限状态机设计
实验七有限状态机设计一、实验目的1、掌握利用有限状态机实现一般时序逻辑分析的方法；2、掌握用VHDL或Verilog编写可综合的有限状态机的标准模板；3、掌握用VHDL或Verilog编写序列检测器以及其他复杂逻辑电路的设计；二、实验内容1、用MOORE型状态机设计一个具有双向步进电动机控制实验：该控制电路有三个输入信号：clk时钟信号，clr复位信号，dir方向控制信号。
输出信号为phase[3..0]用来控制步进电机的动作。
当dir=1时要求phase[3..0]按照“0001”，“0010”，“0100”，“1000”的顺序变化；当dir=0时要求phase[3..0]按照“0001”，“1000”，“0100”，“0010”的顺序变化。
2、设计一个简单的状态机，功能是检测一个5位的二进制序列“10010”。
3、设计一个串行数据检测器，要求是：连续4个或4个以上为1时输出为1，其他输入情况为0。
（选做）4、根据状态图，写出对应于结构图b，分别由主控组合进程和主控时序进程组成的VERILOG 有限状态机描述。
（选做）三、实验步骤实验一：1、建立工程2、创建Verilog HDL文件3、输入程序代码并保存module moore1(clk,clr,dir,phase);input clk,clr,dir;output[3:0] phase;reg[3:0] phase;reg[1:0] state;parameter s0='b00,s1='b01,s2='b10,s3='b11;always@(posedge clk)beginif(clr)beginphase<='b0000;state<=s0;endelsebegincase(state)s0:if(dir) beginphase<='b0010;state<=s1;endelsebeginphase<='b1000;state<=s3;ends1:if(dir) beginphase<='b0100;state<=s2;endelse beginphase<='b0001;state<=s0;ends2:if(dir) beginphase<='b1000;state<=s3;endelse beginphase<='b0010;state<=s1;ends3:if(dir) beginphase<='b0001;state<=s0;endelse beginphase<='b0100;state<=s2;endendcaseendendendmodule4、进行综合编译5、新建波形文件6、导入引脚，设置信号源并保存7、功能仿真，结果分析由仿真波形图可以看出当dir=1时，phase[3..0]按照0001，0010，0100，1000的顺序变化，当dir=0时phase[3..0]按照0001，1000，0100，0010的顺序变化。
状态机设计
集成电路实验状态机设计实验报告专业：电子信息工程姓名：江燕婷学号：2011301200025状态机设计（实验五）实验报告一．实验目的1. 掌握状态机设计的基本方法2.学习利用状态机的方法实现控制电路二．实验原理有限状态机（Finite State Machine FSM）是时序电路设计中经常采用的一种方式，尤其适合设计数字系统的控制模块，在一些需要控制高速器件的场合，用状态机进行设计是一种很好的解决问题的方案，具有速度快、结构简单、可靠性高等优点。
有限状态机非常适合用FPGA器件实现，用Verilog HDL的case语句能很好地描述基于状态机的设计，再通过EDA工具软件的综合，一般可以生成性能极优的状态机电路，从而使其在执行时间、运行速度和占用资源等方面优于用CPU实现的方案。
有限状态机一般包括组合逻辑和寄存器逻辑两部分，寄存器逻辑用于存储状态，组合逻辑用于状态译码和产生输出信号。
根据输出信号产生方法的不同，状态机可分为两类：米里型(Mealy)和摩尔型(Moore)。
摩尔型状态机的输出只是当前状态的函数，如图1-1所示；米里型状态机的输出则是当前状态和当前输入的函数，如图1-2所示。
米里型状态机的输出是在输入变化后立即变化的，不依赖时钟信号的同步，摩尔型状态机的输入发生变化时还需要等待时钟的到来，必须在状态发生变化时才会导致输出的变化，因此比米里型状态机要多等待一个时钟周期。
图1-1 摩尔型状态机图1-2 米里型状态机状态机在硬件描述语言实现上，可使用单过程、双过程或三过程等不同的结构实现。
状态机的状态实现上，可采用符号编码或显式数字编码。
编码方式有顺序编码（自然二进制编码），一位热码（one－hot encoding），格雷（gray code）码等。
顺序编码，简单状态寄存器占用少；一位热码输出译码电路简单；在状态顺序变化时，格雷码每次只有一位变化，避免产生输出信号毛刺。
三. 实验设备与软件平台微型计算机，GW48－CK，QuartusII v5.0。
有限状态机设计
ENTITY AD574 IS
PORT (
d:
IN STD_LOGIC_VECTOR(11 DOWNTO 0);
clk,status :
IN STD_LOGIC; --时钟CLK，状态信号STATUS
lock0 :
OUT STD_LOGIC; --内部锁存信号LOCK旳测试信号
cs,a0,rc,k12x8 : OUT STD_LOGIC; --AD574控制信号
决定进入下一种状态。
（if - then - else）
二、一般有限状态机旳设计
6.2.1 一般有限状态机构成
4. 辅助进程：
clk reset State_inputs
状态机 Current_state
Next_state
一般状态机工作示意图
Comb_output
二、一般有限状态机旳设计
【例 6-1 】一般两进程有限状态机描述
下一状态 输出
001
0
000
0
…
…
状态机旳表达措施2
措施二：算法流程图 措施与软件程序旳流程图类似
状态机旳表达措施3
措施三：状态转换图 条件控制
定序
状态1
入
入
/出
状态4
/出
入
入
状态3
/出
状态2
/出
Moore
直接控制 定序
状态机旳表达措施3
措施三：状态转换图 条件控制
定序
状态1
入 /出
入 /出
状态4
工作状态
禁止
禁止
开启12位转换 开启8位转换 12位并行输出有效 高8位并行输出有效 低4位加上尾随4个0有效
有限状态机和时序逻辑电路
有限状态机和时序逻辑电路有限状态机和时序逻辑电路都是数字电路的重要部分，它们在数字系统中起着非常重要的作用。
这两者之间的关系是非常密切的，因为它们都是用于处理时序信号的。
虽然它们之间有很多相似之处，但是它们的实现目的、设计方法和应用场景却有很大的不同。
先来了解一下有限状态机。
有限状态机（Finite State Machine，简称FSM）是一种表示有限状态集的数学模型，它由一组状态、一组输入和一组输出构成。
有限状态机可以用来描述对象的行为，当输入变化时，状态机可以根据当前状态和输入的变化，自动地转移到一个新状态，并输出相应的结果。
FSM 的实现通常基于逻辑门电路或者触发器电路，设计中需要描述状态转移的规则和输出的逻辑关系。
因此，FSM 是一种用于控制系统的常见技术，例如自动机、解码器、数据整理器等等。
FSM 的设计和实现需要考虑状态转移的稳定性、时序性、输出控制和误差容忍度等因素。
时序逻辑电路则是一种数字电路，主要用于处理时序信号，它的输出状态是由输入信号和内部状态决定的，通常它包含了时钟信号以及各种逻辑门、触发器等方便组合的逻辑元件。
时序逻辑电路的设计和实现需要考虑时序稳定性、时钟速度、电源电压等因素。
时序逻辑电路具有小功耗、高速度、高性能等特点，因此它被广泛应用于高速通信领域、计算机内部控制电路和现代数字电子设备等领域。
在实际应用中，常常需要将有限状态机和时序逻辑电路结合起来使用，以满足控制和逻辑处理的需要。
例如，在计算机的中央处理器中，就采用了多级的逻辑电路和有限状态机实现了非常复杂的指令解释和控制功能。
总之，有限状态机和时序逻辑电路都是非常重要的数字电路部件，它们在我们的现代化社会中扮演着至关重要的角色。
无论是在通信、计算机还是其他应用领域中，它们都是支撑数字电路设计的重要基础。
时序逻辑电路的状态机设计与时钟信号控制
时序逻辑电路的状态机设计与时钟信号控制时序逻辑电路是一种能够根据不同的输入信号，按照一定的时序顺序产生相应的输出信号的电路。
而状态机则是一种特殊的时序逻辑电路，它能够根据当前状态和输入信号的变化来改变自身的状态，并产生相应的输出信号。
在状态机设计中，时钟信号的控制是至关重要的。
一、时序逻辑电路的基本原理时序逻辑电路是由触发器和组合逻辑门构成的。
触发器用来存储和改变电路的状态，而组合逻辑门则根据输入信号和当前的状态产生相应的输出信号。
触发器有很多种类型，如SR触发器、D触发器和JK触发器等。
它们的功能和特性各有不同，可以根据需求选择合适的触发器。
二、状态机的基本概念状态机是一种特殊的时序逻辑电路，它可以根据输入信号的变化和当前的状态来改变自身的状态，并产生相应的输出信号。
状态机由状态、输入、输出和状态转移四个部分组成。
状态表示了当前的状态，输入是指输入信号，输出是指输出信号，而状态转移则是根据输入信号和当前状态确定下一个状态的过程。
三、状态机的设计流程状态机的设计一般遵循以下几个步骤：1. 确定状态数量：首先需要确定需要多少个状态来满足设计需求。
状态数量的确定应该考虑到输入信号的变化以及输出信号的需要。
2. 状态编码：确定了状态数量后，就需要对每个状态进行编码。
状态编码可以使用二进制、格雷码或者其他编码方式。
3. 确定状态转移条件：根据输入信号和当前状态来确定下一个状态的转移条件。
可以使用真值表、卡诺图等方法进行分析和确定。
4. 绘制状态转移图：将状态数量和状态转移条件绘制成状态转移图，清晰地显示出每个状态之间的联系与转变。
5. 实现状态机：根据绘制好的状态转移图，选择合适的触发器和组合逻辑门进行设计和实现。
在设计过程中，要注意时钟信号的控制，确保状态机能够按照所需的顺序进行状态转移。
四、时钟信号对状态机的控制时钟信号是状态机中非常重要的一个因素，它用于控制状态机按照一定的时序进行状态转移。
时钟信号的频率和占空比在状态机设计中需要进行合理的选择和调整。
数字电路设计中的时序逻辑与状态机设计
数字电路设计中的时序逻辑与状态机设计时序逻辑与状态机设计是数字电路设计中的重要概念。
在数字电路中，时序逻辑指的是电路的输出是根据输入信号的时序关系而变化的，而状态机则是通过状态转换来实现特定功能的电路。
本文将详细介绍时序逻辑与状态机设计的原理、方法和实践经验。
一、时序逻辑设计的基础原理时序逻辑设计是指在数字电路中，通过引入时钟信号来控制电路的行为。
时钟信号可以被理解为一个周期性的信号，它将整个电路的工作分为不同的阶段。
在每个时钟周期内，时序逻辑根据输入信号的状态进行计算，并且在下一个时钟边沿产生输出信号。
时序逻辑设计的基础原理包括以下几个关键要点：1. 时钟信号：时钟信号的频率决定了电路的最大工作速度，而时钟边沿决定了电路的状态更新时机。
2. 触发器：触发器是实现时序逻辑的基本元件，它可以存储和传递信息，并在时钟边沿触发状态更新。
常见的触发器有D触发器、JK触发器和T触发器等。
3. 时序逻辑电路的设计方法：时序逻辑电路的设计方法包括状态转移图、状态转移方程和状态表等。
这些设计方法可以帮助设计师理清输入、输出和状态之间的关系，便于电路功能的实现。
二、状态机设计的基本概念与方法状态机是一种抽象的数学模型，常用于描述具有确定性行为的系统。
在数字电路设计中，状态机通常用于实现序列逻辑电路的控制部分，如计数器、序列检测器等。
状态机设计的基本概念与方法包括以下几个关键要点：1. 状态：状态是指系统在某个时刻的特定条件。
在状态机设计中，状态通常用离散的值来表示，比如二进制编码。
2. 状态转换：状态转换表示系统从一个状态切换到另一个状态的过程。
状态转换可以通过组合逻辑电路来实现，也可以通过时序逻辑电路实现。
3. 输出函数：输出函数定义了每个状态下的输出值。
它可以通过组合逻辑电路来实现，也可以通过状态寄存器的输出来实现。
4. 状态机设计流程：状态机设计的一般流程包括确定系统的输入、输出和状态集合，绘制状态转移图，推导状态转移方程，实现状态转移电路等。
基于有限状态机的飞行器自毁系统时序控制设计
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基于有限状态机的飞行器自毁系统时序控制设计
作者：王凌宋扬李国林张颖
来源：《现代电子技术》2009年第08期
摘要：飞行器自毁系统是飞行器的重要组成部分，它的可靠性和稳定性是飞行器可靠工作的基础。
分析飞行器自毁系统工作原理，采用复杂可编程逻辑器件(CPLD)实现了飞行器自毁
系统设计，结合CPLD的特点，提出一种基于改进型有限状态机的飞行器自毁系统时序控制的设计方法，并在CPLD中予以实现。
仿真及实验表明，基于有限状态机的飞行器自毁系统定时精度达到纳秒级，可以有效地控制自毁信号输出并消除毛刺现象，很好地满足系统性能要求。
该方法具有结构简单紧凑、成本低、可靠性高、精度高等优点。
关键词：飞行器；自毁系统；有限状态机；时序控制。
数字电路中的时序逻辑设计原理
数字电路中的时序逻辑设计原理时序逻辑是数字电路中的重要概念，通过有序的时钟信号来控制电路的行为。
在数字系统中，时序逻辑电路扮演着重要的角色，用于处理和存储数据。
本文将介绍数字电路中的时序逻辑设计原理，包括时钟信号、触发器、状态机以及时序逻辑设计的方法。
1. 时钟信号时钟信号在数字电路中起到同步和定时的作用。
它通过周期性的信号波形，使得电路中的操作在特定的时间点发生。
时钟信号通常表示为高电平和低电平的变化，这些变化用于触发电路中的不同操作。
时钟频率表示时钟信号的周期，单位为赫兹（Hz）。
2. 触发器触发器是时序逻辑电路中常用的元件，用于存储和传输数据。
它基于时钟信号来触发输入数据的存储，并且在时钟信号的上升沿或下降沿改变输出。
触发器一般分为 D 触发器、JK 触发器、SR 触发器等不同类型，根据需求选择适当的触发器类型。
3. 状态机状态机是一种时序逻辑电路，用于描述系统的行为和状态转换。
它由状态和状态之间的转移组成，通过输入信号的变化触发状态转移。
状态机可以是同步的或异步的，同步状态机与时钟信号同步，而异步状态机不需要时钟信号。
4. 时序逻辑设计方法时序逻辑设计需要遵循以下步骤：a) 分析需求：明确设计的目标和功能，确定所需的输入和输出信号。
b) 设计状态图：根据需求设计状态机的状态和状态转移。
c) 确定触发器类型：选择合适的触发器类型来实现状态机的功能。
d) 实现电路：根据设计的状态机和触发器类型，搭建电路并连接输入输出信号。
e) 验证和调试：通过模拟和测试验证电路的正确性，修复可能存在的问题。
总结：时序逻辑设计原理在数字电路中起着重要的作用。
时钟信号作为同步和定时的基准，触发器用于存储和传输数据，状态机描述系统行为和状态转换。
时序逻辑设计需要分析需求、设计状态图、选择合适的触发器类型、搭建电路并进行验证和调试。
通过了解和应用这些原理，可以有效设计和实现复杂的数字电路系统。
时序逻辑电路
时序逻辑电路时序逻辑电路是数字电路中的一种重要设计方式，也是现代计算机和数字系统的核心组成部分之一。
它通过存储当前状态以及根据特定的输入信号进行状态转换来实现特定的功能。
在本文中，我们将详细介绍时序逻辑电路的工作原理、设计方法以及常见的应用场景。
工作原理时序逻辑电路的工作原理基于状态机理论。
状态机是指由一组状态和状态转移函数组成的抽象数学模型，用于描述系统在不同状态下的行为和转移关系。
在数字电路中，可以通过使用触发器、计数器等元件来实现状态机的功能。
在一个典型的时序逻辑电路中，状态转移发生在时钟信号的上升沿、下降沿或信号延迟后，也就是说状态转移的时机是由时钟信号控制的。
这种工作原理使时序逻辑电路具有高度的可控性和可预测性，可以确保状态转移的准确性和时序正确性。
设计方法时序逻辑电路的设计方法基本上可以分为两种类型：同步设计和异步设计。
同步设计是指以时钟信号为主导，采用同步触发器等元件实现状态机的转移。
异步设计则是指无时钟信号或者时钟信号不是主导的设计方式，采用异步触发器等元件实现状态机的转移。
在进行时序逻辑电路的设计时，需要根据具体的需求选择不同的设计方法，并合理选择元件、时钟信号频率等参数。
此外，在设计过程中同时要考虑到时序正确性、可靠性、功耗等因素，以确保设计出的电路能够满足实际应用中的需求。
应用场景由于时序逻辑电路具有高度的可控性和可预测性，以及快速的状态转移速度等特点，因此在数字电路中得到了广泛的应用。
以下是时序逻辑电路常见的应用场景：计数器计数器是一种常见的时序逻辑电路，可以通过状态机的方式来实现二进制、十进制或其他进制数的计数功能。
计数器在编码器、分频器、时序生成器等应用中得到了广泛的应用。
时序生成器时序生成器是指能够生成精确时序脉冲、时序信号的一类电路。
它可以通过使用状态机的方式来生成各种复杂的时序信号，并被应用于数字信号处理、通信、图像处理等领域。
控制器控制器是一种具有时序控制功能的电路，可以通过状态机的方式来实现对系统的控制和管理。
有限状态机(FSM)的设计
SIGNAL CS,NS: STATE_TYPE; BEGIN REG:PROCESS(CLK,RESET) BEGIN IF RESET=‘0’ THEN CS<=S0; THEN CS<=NS; --寄存器进程 --寄存器进程
ELSIF END
CLK'EVENT AND CLK='1‘
IF;
END PROCESS; FUNC1:PROCESS(INPUT,CS) BEGIN CASE CS IS WHEN S0=>IF INPUT ELSE END IF; WHEN S1=>IF INPUT ELSE END IF; WHEN S2=>IF INPUT ELSE END IF; WHEN S3=>IF INPUT ELSE END IF; --次态组合逻辑译码进程 --次态组合逻辑译码进程
时序逻辑电路设计
时序逻辑电路设计时序逻辑电路是指电路的输出状态不仅与当前输入状态有关，还与之前的输入状态和电路内部的状态有关。
假如某个电路中包含寄存器或计数器等状态元件，该电路被称为时序逻辑电路。
时序逻辑电路广泛应用于计算机、通信和控制系统等领域中。
时序逻辑电路的设计包括以下几个方面：1. 电路功能分析在进行时序逻辑电路设计之前，需要对电路的功能进行分析和描述。
首先要明确电路的输入和输出端口，并确定输入和输出的数值范围。
通过对电路的功能进行逐一分析，确定电路输出状态与输入状态及电路内部状态的关系。
将这些关系用逻辑函数或状态转移图等形式表示出来。
2. 状态转移图和状态表的设计为了更好地描述时序逻辑电路的状态转移过程，可以使用状态转移图和状态表进行设计。
状态转移图表示电路在不同的输入状态下，状态之间的转移关系。
状态表则用表格的形式表示电路的输入和输出状态及状态之间的转移过程。
3. 状态方程和状态图的设计可以采用状态方程和状态图的方法来设计时序逻辑电路。
状态方程表示电路的输入和输出状态之间的逻辑关系，可以通过布尔代数的方式进行描述。
状态图则用图形的方式描述电路输入和输出状态之间的转移关系，可以帮助设计者更清晰地了解电路的状态变化规律。
4. 逻辑门电路的设计逻辑门电路是时序逻辑电路的关键组成部分，它可以实现逻辑运算和状态的存储与转移。
在设计逻辑门电路时，需要根据电路的功能需求选择适当的逻辑门类型进行组合，以实现电路所需要的逻辑运算和状态转移功能。
5. 电路的布线和验证在完成电路的设计后，需要进行电路布线和验证。
电路的布线是指将电路中的元器件进行连接，形成完整的电路图。
电路的验证则是指对电路进行模拟或者硬件实现，验证电路的功能和性能。
时序逻辑电路的设计是一项复杂的任务，需要设计者具备深厚的理论基础和丰富的实践经验。
只有通过科学的方法和严格的流程，才能设计出高效稳定的时序逻辑电路。
在时序逻辑电路设计过程中，还需要注意以下问题：1.时序电路的时序问题由于时序逻辑电路的设计包含状态转移，因此时序问题是一个非常关键的问题。
EDA技术实用教程Verilog四版第8章
第8章有限状态机设计技术有限状态机及其设计技术是实用数字系统设计中的重要组成部分，也是实现高效率、高可靠和高速控制逻辑系统的重要途径。
广义而论，只要是涉及触发器的电路，无论电路大小，都能归结为状态机。
因此，对于数字系统设计工程师，面对的只要是时序电路设计，状态机的概念则是必须贯穿于整个设计始终的最基本的设计思想和设计方法论；只有从电路状态的角度去考虑，才能从根本上把握可靠，高效的时序逻辑的设计关键。
在现代数字系统设计中，状态机的设计对系统的高速性能、高可靠性、稳定性都具有决定性的作用。
读者对于此章的学习必须给于高度的关注。
有限状态机应用广泛，特别是对那些操作和控制流程非常明确的系统设计，在数字通信领域、自动化控制领域、CPU设计领域以及家电设计领域都拥有重要的和不可或缺的地位。
尽管到目前为止，有限状态机的设计理论并没有增加多少新的内容，然而面对先进的EDA工具、日益发展的大规模集成电路技术和强大的硬件描述语言，有限状态机在其具体的设计和优化技术以及实现方法上却有了许多新的内容和新的实现方法。
本章重点介绍用Verilog设计不同类型有限状态机的方法，同时考虑EDA工具和设计实现中许多必须重点关注的问题，如优化、毛刺的处理及编码方式等方面的问题。
8.1 Verilog状态机的一般形式就理论而言，任何时序模型都可以归结为一个状态机。
如只含一个D触发器的二分频电路或一个普通的4位二进制计数器都可算作一个状态机；前者是两状态型状态机，后者是16状态型状态机，都属于一般状态机的特殊形式。
但这些并非出自明确的自觉的设计目的和合理的状态机设计方案而导致的时序模块，未必能成为一高速、高效、稳定、控制流畅、修改便捷和功能目标明确的真正意义上的状态机。
基于现代数字系统设计技术自觉意义上的状态机的HDL表述形态和表述风格具有一定的典型性和格律化。
正是据此，现代EDA的综合器能从不同表述形态的HDL程序中轻易地萃取出（Extract）状态机设计，并加以多侧面多目标和多种形式的优化；甚至还能能动地改变、脱离甚至不遵从设计程序文字上的表述，而按照综合器自己的方式去优化状态机的设计。
《FPGA系统设计》实验报告》有限状态机的设计
《FPGA系统设计》实验报告》有限状态机的设计一、设计任务a)了解有限状态机的概念；b)掌握Moore型有限状态机的特点和其VHDL语言的描述方法；c)掌握Mealy型有限状态机的特点和其VHDL语言的描述方法。
二、设计过程实验原理在数字电路系统中，有限状态机是一种重要的时序逻辑电路模块。
它对数字系统的设计具有十分重要的作用。
例如：全自动洗衣机，浸泡、洗涤、排水、脱水，流程状态无需手动操作，只要条件满足就自动进入下一工作个状态，并且工作流程可以灵活设定。
这种控制功能完全可用有限状态机来实现。
有限状态机( Finite State Machine, FSM)也是一种时序逻辑电路。
状态机从输出方式出发，可以分为Moore型和Mealy型；从状态机结构出发，可以分为单进程状态机和多进程状态机。
我们知道，任何数字系统都可以分为相互作用的控制单元（control unit）和数据通道（data path）两部分。
数据通道通常由组合逻辑构成，而控制单元通常由时序逻辑构成，任何时序电路都可以表示为有限状态机（Finite State Machine，FSM）。
在基本时序逻辑电路建模的基础上，本实验主要介绍有限状态机实现复杂时序逻辑电路的设计。
数字系统控制部分的每一个部分都可以看作一种状态，与每一控制相关的转换条件指定了状态的下一个状态和输出。
根据有限状态机的输出与当前状态和当前输入的关系，可以将有限状态机分成Moore 型有限状态机和Mealy型有限状态机两种。
从现实的角度，这两种状态机都可以实现同样的功能，但是它们的时序不同，选择使用哪种有限状态机要根据实际情况进行具体分析。
1.单进程Moore型有限状态机程序码图6.1 引脚分配图图6.2 Moore型实验箱现象2.该状态机时一个2进程Mealy型状态机，进程COMREG是时序与组合混合型进程；进程COM1负责根据状态和输入信号给出不同的输出信号。
图6.3 引脚分配图图6.4 Mealy型实验箱现象3.该状态机属于Moore型状态机，由两个主控进程构成，其中进程REG 是主控时序进程，COM是主控组合进程。
有限状态机应用
传输层协议
传输层协议
有限状态机在传输层协议中用于管理 端到端的数据传输。有限状态机能够 处理连接建立、数据传输和连接关闭 等过程，并提供可靠的数据传输服务 。
总结词
有限状态机在传输层协议中提供可靠 的数据传输服务，确保端到端通信的 稳定性和可靠性。
详细描述
在传输层协议中，有限状态机用于管 理端到端的数据传输。有限状态机能 够处理连接建立、数据传输和连接关 闭等过程，并提供可靠的数据传输服 务。通过状态转换，有限状态机能够 识别不同的通信事件并根据需要采取 相应的处理措施，确保数据传输的稳 定性和可靠性。这有助于提高通信系 统的性能和可靠性。
02
特性
有限状态机具有有限数量的状态，并且每个状态 都有一个或多个转移条件，触发状态之间的转换。
状态机的组成
状态
表示系统的一种状态，每 个状态都有一个唯一的标 识符。
动作
在状态机转换过程中执行 的操作，可以是系统的行 为或输出。
事件
表示系统状态的转移条件， 事件的发生会导致状态机 的状态转换。
状态机的分类
微处理器控制
微处理器的控制逻辑通常使用有限 状态机来实现，以管理内部操作和与 外部世界的交互。
VS
微处理器的指令执行、内存访问和输 入/输出操作都由有限状态机控制。 这些状态机管理微处理器的内部状态， 并根据指令和数据在各种状态之间进 行转换。例如，指令解码器就是一个 有限状态机的例子，它根据当前的指 令码状态来选择下一个状态和要执行 的指令。
01
网络层
在网络层中，有限状态机用于描述路由 器的状态转换，如TCP/IP协议中的TCP 连接状态机。
02
03
传输层
传输层中的有限状态机用于实现可靠 的数据传输，如TCP协议中的发送和接 收状态机。
有限状态机的Verilog设计与研究
谢谢观看
end
endcase
end
end
endmodule
该有限状态机使用三个寄存器来存储当前的状态，并在每个时钟周期检查输入 信号和当前状态来确定下一个状态。如果接收到读取信号，它将输出与输入相 同的数据，并在下一个时钟周期回到空闲状态。如果接收到写入信号，它也会 输出与输入相同的数据，并在下一个时钟周期回到空闲状态。该有限状态机的 设计是可综合的，因为它只包含基本的逻辑门和触发器，并且它的输出只依赖 于当前的状态和输入信号。
end else begin state <= STANDBY;
end
end
endcase
end
end
assign led = state;
endmodule
有限状态机的测试
为了确保有限状态机的正确性，需要对Verilog设计的有限状态机进行测试。 以下是测试过程中需要注意的几点：
end else begin state <= IDLE;
end
end
FLASH: begin
if (flash_timeout) begin state <= STANDBY;
end else begin state <= FLASH;
end
end
STANDBY: begin
if (activate) begin state <= FLASH;
有限状态机的Verilog设计与研究
01 引言
目录
02 有限状态机的设计
03 reg [1:0] state;
05
end else begin
04
if (rst) begin
06
时序逻辑电路设计
时序逻辑电路设计时序逻辑电路是指根据时序关系进行信息处理的电路。
在现代电子技术领域，时序逻辑电路扮演着至关重要的角色。
本文将介绍时序逻辑电路设计的基本原理、方法以及相关技术。
一、时序逻辑电路的概念和分类时序逻辑电路是根据设定的时钟信号对输入信号进行处理并产生特定输出信号的电路。
它可以分为同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路。
同步时序逻辑电路是基于时钟信号的输入输出的，它的工作状态由时钟信号的边沿决定。
常见的同步时序逻辑电路包括触发器、计数器等。
异步时序逻辑电路则是与时钟信号无关的，它的工作状态由输入信号的变化决定。
典型的异步时序逻辑电路包括锁存器和状态机。
二、时序逻辑电路设计的基本原理时序逻辑电路设计的基本原理包括时钟信号的选择、状态图的设计和触发器的使用。
1. 时钟信号的选择时钟信号是时序逻辑电路设计中必不可少的元件。
它决定了电路的工作频率和时序关系。
合理选择时钟信号能够保证电路的正常工作和时序的准确性。
2. 状态图的设计状态图是时序逻辑电路设计中的重要工具。
它可以帮助设计者对电路的状态转移进行清晰的描述和分析。
在状态图的设计中，需要考虑输入信号、输出信号以及状态转移条件。
3. 触发器的使用触发器是时序逻辑电路设计中的关键组件。
它可以存储和控制电路的状态。
触发器的选择和配置直接影响着电路的性能和功能。
三、时序逻辑电路设计的方法时序逻辑电路设计的方法包括状态图设计、状态转移表设计和电路实现。
1. 状态图设计状态图设计是时序逻辑电路设计的第一步。
通过绘制状态图，可以清晰地描述电路的各个状态以及状态之间的转移关系。
2. 状态转移表设计状态转移表是状态图的一种具体表示方法。
通过状态转移表可以清晰地了解每个状态的输入条件以及相应的输出。
3. 电路实现电路实现是将状态图或状态转移表转换为实际的电路结构。
常见的电路实现方法包括门电路、触发器电路等。
四、时序逻辑电路设计的相关技术时序逻辑电路设计涉及到许多相关技术，包括时钟分频技术、同步技术和时钟边沿检测技术等。
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利用有限状态机进行时序逻辑的设计
1. 实验目的：
（1）掌握利用有限状态机实现一般时序逻辑分析的方法；
（2）掌握用Verilog编写可综合的有限状态机的标准模板；
（3）掌握用Verilog编写状态机模块的测试文件的一般方法。
（4）在数字电路中已经学习过通过建立有限状态机来进行数字逻辑的设计，而在VerilogHDL硬件描述语言中，这种设计方法得到进一步的发展。
通过Verilog HDL提供的语句，可以直观的设计出更为复杂的时序逻辑的电路。
关于有限状态机的设计方法在教材中已经作了较为详细的阐述。
2.实验环境
PC机一台，安装有quartusII13.0软件以及modulsim软件
3.实验内容
设计一个简单的状态机，功能是检测一个5位二进制序列“10010”。
考虑到序列重叠的可能。
有限状态机共提供8个状态（包括初始状态IDLE）.
4.实验步骤
1) 源程序：
module seqdet(x,z,clk,rst,state);
input x,clk ,rst ;
output z;
output [2:0] state ;
reg[2:0] state ;
wire z;
parameter IDLE='d0, A='d1, B='d2, C='d3, D='d4,
E='d5, F='d6,
G='d7;
assign z=(state == E && x==0)?1:0; always @(posedge clk)
if(!rst)
begin
state <= IDLE;
end
else
casex(state)
IDLE:if(x==1)。