有限状态机的状态编码(第八节)

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有限状态机

1.1概述有限状态机是指输出取决于过去输入部分和当前输入部分的时序逻辑电路。

有限状态机又可以认为是组合逻辑和寄存器逻辑的一种组合。

状态机特别适合描述那些发生有先后顺序或者有逻辑规律的事情，其实这就是状态机的本质。

状态机就是对具有逻辑顺序或时序规律的事件进行描述的一种方法在实际的应用中根据状态机的输出是否与输入条件相关，可将状态机分为两大类，即摩尔(Moore) 型状态机和米勒(Mealy) 型状态机。

Mealy型状态转移图1.2状态机的描述方法状态机的描述方法多种多样，将整个状态机写到１个always 模块里，在该模块中既描述状态转移，又描述状态的输入和输出，这种写法一般被称为一段式FSM 描述方法；还有一种写法是使用两个always 模块，其中一个always 模块采用同步时序的方式描述状态转移，而另一个模块采用组合逻辑的方式判断状态转移条件，描述状态转移规律，这种写法被称为两段式FSM 描述方法；还有一种写法是在两段式描述方法的基础上发展而来的，这种写法使用3 个always模块，一个always 模块采用同步时序的方式描述状态转移，一个采用组合逻辑的方式判断状态转移条件，描述状态转移规律，第三个always 模块使用同步时序电路描述每个状态的输出，这种写法称为三段式写法。

1.3 FSM的状态编码二进制码（Binary）和格雷码（Gray）属于压缩状态编码，这种编码的优点是使用的状态向量最少，但是需要较多的逻辑资源用来状态译码。

二进制码从一个状态转换到相邻状态时，可能有多个比特位发生变化，易产生中间状态转移问题，状态机的速度也要比采用其它编码方式慢。

格雷码两个相邻的码值仅有一位就可区分，这将会减少电路中相邻物理信号线同时变化的情况，因而可以减少电路中的电噪声。

Johnson码也有同样的特点，但是要用较多的位数。

独热码（One-hot）指对任意给定的状态，状态寄存器中只有l位为1，其余位都为0。

状态编码

经常会看到在状态机设计中别人使用各种不同的编码方式，那么一般情况下，这种编码方式的选择依据是什么？我们知道，在数字逻辑设计中最常用的有三种编码方式：二进制，格雷码Gray，独热编码One-hot One hot 编码使用一组码元，每一个码元仅有1bit有效，例如IDLE = 0001,WRITE = 0010,READ = 0100,WAIT = 1000这种编码的译码部分可以最简，因此可以总结出One-hot编码的特点：组合逻辑最少，触发器最多，工作时钟频率可以做到最高。

FPGA 的一个最小结构单元（CLB/LE）中含有查找表（实现组合逻辑）和DFF（实现时序逻辑），布局布线最好的结果是同一个结构单元中的查找表和DFF都使用，但是大部分情况是仅使用其中一种资源，这样另外的资源就是闲置而浪费。

而CPLD中DFF资源本来就很少，由此可见One-hot编码更适合于FPGA 设计，而不适合CPLD设计，在CPLD中应该选择二进制编码。

IC设计中，应该综合考虑。

因为One-hot编码使用DFF会大大增加设计面积（die size），因此在时序可以满足的条件下尽可能使用二进制编码。

就面积与速度的折中考虑来说Gray码是最好的选择，当然Gray 码还有其他很多好的特性，暂时不属于这次讨论的范畴。

一般的综合工具对状态机进行综合时都可以让用户对这三种编码进行选择。

基本依据就以上所说。

二进制与格雷码之间的转换自然二进制码转换成二进制格雷码，其法则是保留自然二进制码的最高位作为格雷码的最高位，而次高位格雷码为二进制码的高位与次高位相异或，而格雷码其余各位与次高位的求法相类似二进制格雷码转换成自然二进制码,其法则是保留格雷码的最高位作为自然二进制码的最高位，而次高位自然二进制码为高位自然二进制码与次高位格雷码相异或，而自然二进制码的其余各位与次高位自然二进制码的求法相类似通过减少寄存器间的逻辑延时来提高工作频率，或通过流水线设计来优化数据处理时的数据通路来满足高速环境下FPGA或CPLD中的状态机设计要求。

C语言实现有限状态机

C语言实现有限状态机有限状态机（Finite State Machine或者Finite State Automata)是软件领域中一种重要的工具，很多东西的模型实际上就是有限状态机。

最近看了一些游戏编程AI的材料，感觉游戏中的AI，第一要说的就是有限状态机来实现精灵的AI，然后才是A*寻路，其他学术界讨论比较多的神经网络、模糊控制等问题还不是很热。

FSM的实现方式：1） switch/case或者if/else这无意是最直观的方式，使用一堆条件判断，会编程的人都可以做到，对简单小巧的状态机来说最合适，但是毫无疑问，这样的方式比较原始，对庞大的状态机难以维护。

2）状态表维护一个二维状态表，横坐标表示当前状态，纵坐标表示输入，表中一个元素存储下一个状态和对应的操作。

这一招易于维护，但是运行时间和存储空间的代价较大。

3）使用State Pattern使用State Pattern使得代码的维护比switch/case方式稍好，性能上也不会有很多的影响，但是也不是100％完美。

不过Robert C. Martin做了两个自动产生FSM代码的工具，for java和for C++各一个，在/resources/index上有免费下载，这个工具的输入是纯文本的状态机描述，自动产生符合State Pattern的代码，这样developer的工作只需要维护状态机的文本描述，每必要冒引入bug的风险去维护code。

4）使用宏定义描述状态机一般来说，C++编程中应该避免使用#define，但是这主要是因为如果用宏来定义函数的话，很容易产生这样那样的问题，但是巧妙的使用,还是能够产生奇妙的效果。

MFC就是使用宏定义来实现大的架构的。

在实现FSM的时候，可以把一些繁琐无比的if/else还有花括号的组合放在宏中，这样，在代码中可以3）中状态机描述文本一样写，通过编译器的预编译处理产生1）一样的效果，我见过产生C代码的宏，如果要产生C++代码，己软MFC可以，那么理论上也是可行的。

Verilog 有限状态机设计(课堂PPT)

begin
case( state )
state0:
out = 3'b001;
state1:
out = 3'b010;
state2:
out = 3'b100;
state3:
out = 3'b111;
default:
out = 3'b001;
endcase
end
endmodule
11
8.2 有限状态机的Verilog描述
begin if(clr) qout<=0;
//异步复位
else case(qout)
3'b000: qout<=3'b001;
3'b001: qout<=3'b010;
3'b010: qout<=3'b011;
3'b011: qout<=3'b100;
3'b100: qout<=3'b000;
default: qout<=3'b000; /*default语句*/
state2 = 2’b11, state3 = 2’b10; // 格雷码
always @( posedge clk or posedge clr ) begin
if( clr ) state <= state0; // 定义初态 state <= next_state; end
8
always @( state or start or step2 or step3 ) // 状态转换
EDA技术与应用
第八章有限状态机设计
1

状态机讲义

Digital System Design12011/6/21Computer Faculty of Guangdong University of Technology大部分数字系统都可以划分为控制单元和数据单元（存储单元）两个组成部分，通常，控制单元的主体是一个状态机，它接收外部信号以及数据单元产生的状态信息，产生控制信号序列。

Digital System Design22011/6/21Computer Faculty of Guangdong University of Technology有限状态机特别适合描述那些发生有先后顺序或者有逻辑规律的事情（其实这就是状态机的本质）。

状态机的本质就是对具有逻辑顺序或时序规律事件的一种描述方法，即“逻辑顺序”和“时序规律”就是状态机所要描述的核心和强项，换言之，所有具有逻辑顺序和时序规律的事情都适合用状态机来描述。

Digital System Design32011/6/21Computer Faculty of Guangdong University of Technology1、基本概念有限状态机（Finite State Machine ，FSM ）是表示实现有限个离散状态及其状态之间的转移等行为动作的数学模型。

（关注Matlab 的Stateflow ）（1）状态：也叫状态变量。

在逻辑设计中，使用状态划分逻辑顺序和时序规律。

状态名称、状态编码、进入/退出操作、内部转移、子状态、延迟事件Digital System Design42011/6/21Computer Faculty of Guangdong University of Technology（2）转移：指两个状态之间的关系，表示当发生指定事件且满足指定条件时，第一个状态中的对象将执行某些操作并进入第二个状态，即“触发”了转移。

将触发转移之前的状态定义为“源”状态（初始状态），而触发转移之后的状态定义为“目标”状态（次态）。

第八讲状态机

所需寄存器个数：用于存储两个状态编码。所需寄存器个数 1个，用于存储两个状态编码。
10
设计风格#2 8.3 设计风格#2
在很多应用中（如波形整齐、流水线技术等），在很多应用中（如波形整齐、流水线技术等），需要同步的寄存器输出，需要同步的寄存器输出，即需先使用寄存器存储起然后在时钟边沿时才进行更新，如图b 来，然后在时钟边沿时才进行更新，如图b：
1
8.1 引言
•状态机的组成:如图。状态机的组成:如图。状态机的组成
input 组合逻辑电路 output
•状态机的种类：状态机的种类：状态机的种类 Mealy型当前状态、 Mealy型：当前状态、当前输入相关 Moore型 Moore型：仅当前状态相关
pr_state
nx_state
•VHDL代码结构： VHDL代码结构： VHDL代码结构时序逻辑部分：process内部时序逻辑部分：process内部
•标准的设计标准的设计
表现为位宽
•寄存器数目少：默认的编码方式下，log2n 寄存器数目少：默认的编码方式下，寄存器数目少
4
FSM中组合逻辑部分的设计特点：的设计特点 FSM中组合逻辑部分的设计特点：
input 组合逻辑电路 output
•并发代码、顺序代码皆可；并发代码、顺序代码皆可；并发代码 •顺序代码方式的设计模板顺序代码方式的设计模板
8
所需寄存器个数：上限[log 所需寄存器个数上限[log210]=4
简单的FSM#1 例8.2 简单的FSM#1 功能描述：
d=1 a b FSM c d=1 clk rst rst x d=0 stateA (x=a) state代码实现：

关于有限状态机(FSM)编码的技巧和注意事项

贴1 状态机的编码a.状态机的编码。

Biary、gray-code编码使用最少的触发器，较多的组合逻辑。

而one-hot编码反之。

由于CPLD更多的提供组合逻辑资源，而FPGA更多的提供触发器资源，所以CPLD多使用gray-code，而FPGA多使用one-hot编码。

另一方面，对于小型设计使用gray-code和binary编码更有效，而大型状态机使用one-hot更高效。

b.在代码中添加综合器的综合约束属性或者在图形界面下设置综合约束属性可以比较方便的改变状态的编码。

如VHDL的示例：Synplicity:attribute syn_encoding : string;attribute syn_encoding of <signal_name> : type is "value ";-- The syn_encoding attribute has 4 values : sequential, onehot, gray and safe.Exemplar:-- Declare TYPE_ENCODING_style attribute-- Not needed if the exemplar_1164 package is usedtype encoding_style is (BINARY, ONEHOT, GRAY, RANDOM, AUTO);attribute TYPE_ENCODING_style : encoding_style;...attribute TYPE_ENCODING_style of <typename> : type is ONEHOT; Verilog示例：Synplicity:Reg[2:0] state; /* synthesis syn_encoding = "value" */;// The syn_encoding attribute has 4 values : sequential, onehot, gray and safe.Exemplar:Parameter /* exemplar enum <type_name> */ s0 = 0, s1 = 1, s2 = 2, s3 = 3, S4 = 4;Reg [2:0] /* exemplar enum <type_name> */ present_state, next_state贴2：状态机的编码风格a.关于FSM的编码方法。

EDA技术6-Verilog状态机

组合逻辑状态寄存器
i
o
（c）状态输出型图 1 有限状态机的分类
厦门理工学院通信系刘虹
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说明部分：
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8.2 Moore型有限状态机的设计
8.2.1 ADC采样控制设计及多过程结构型状态机
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8.3 Mealy型有限状态机的设计
8.3.1 序列检测器之状态机设计
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15
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16
程序8-5描述的是一个 Mealy型状态机，实现的功能为：序列检测器。检测的输入序列为 DIN1=11110，输出信号由DIN2控制，并结合当前状态得到相应的输出信号Q，具体输出编码见右表。
当前状态 st0 st1 st2 st3 st4
DIN2 1 0 1 0 1
Q 5’H10 5’H0A 5’H14 5’H17 5’H15
0
1 0 1 0
5’H13
5’H09 5’H1B 5’H1D 5’H0D
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Hale Waihona Puke 厦门理工学院通信系刘虹 3

i
有限状态机的分类状
组合逻辑态寄存器
组合逻辑
o
（1）Moore型状态机：输出仅是状态向量的函数，（a）Mealy 型结构如图（b）所示。

(8)状态机全

input clk，rst_n, in;
output out;
reg out;
reg[1:0] current_state,next_state;//状态寄存器
parameter s0=2'b00,s1=2'b01,s2=2'b10,s3=2'b11;
//状态编码
clk rst_n
in
out
识别110序列
//当状态为S2时，如果输入为1, 状态变为S2，否则状态为s3; 输出值与输入有关，如果输入为1，则输出0，否则输出1。
s3:begin state<=(in==1)?s1:s0;out<=0;end
endcase
endmodule
不建议用此种方法
// pluse_check 3.v：
module pluse_check(clk,rst_n,in,out);
// pluse_check 1.v第一种方法：
module pluse_check (in,clk,rst_n,out);
input in,clk,rst_n;
output out;
reg out;
reg [1:0]state; //存储状态的寄存器
parameter s0=0,s1=1,s2=2,s3=3; //各个状态编码
endcase
0/0
endmodule
1/0
S0
0/0
S1
1/0
0/0 1/0
S3
0/1 S2 1/0
关于状态机的“思考”
1.起始状态: 2.状态图化简: 3.状态编码: 4.剩余状态与容错技术
1．起始状态
在设计状态机时，需要让状态机在复位过后进入一个确定的起始状态，然后从该起始状态开始工作。我们应该根据事务处理流程，合理安排分配成不同的状态，便于进行状态跳转表的设计及描述。

有限状态机FSM（FiniteStateMachine）及实现方式介绍

有限状态机FSM（FiniteStateMachine）及实现⽅式介绍⼀、为什么引⼊有限状态机？　最近做⼀个项⽬，项⽬中很多实体(Entity)，每个实体都有很多状态(State)，各状态会经过不同事件(Event)触发后转换到另⼀个状态。

这些事件包括但不限于：⽤户页⾯点击触发，⽣效时间或失效时间到达，其他依赖实体状态变更等。

在状态变更后还会有⼀系列动作(Action)处理。

⼀旦相互依赖实体或实体本⾝状态增多，状态转换变多，处理这些状态的业务代码也会分散在各处，代码处理很容易漏掉，维护成本很⾼。

所以考虑引⼊有限状态机。

⼆、什么是有限状态机？有限状态机,也称为FSM(Finite State Machine)，其在任意时刻都处于有限状态集合中的某⼀状态。

当其获得⼀个输⼊字符时，将从当前状态转换到另⼀个状态，或者仍然保持在当前状态。

任何⼀个FSM都可以⽤状态转换图来描述，图中的节点表⽰FSM中的⼀个状态，有向（⽅向表⽰从⼀个初态转换到次态）加权（权表⽰事件）边表⽰输⼊字符时状态的变化。

如果图中不存在与当前状态与输⼊字符对应的有向边，则FSM将进⼊“消亡状态(Doom State)”，此后FSM将⼀直保持“消亡状态”。

状态转换图中还有两个特殊状态：状态1称为“起始状态”，表⽰FSM的初始状态。

状态6称为“结束状态”。

在启动⼀个FSM时，⾸先必须将FSM置于“起始状态”，然后触发⼀系列时间，最终，FSM会到达“结束状态”或者“消亡状态”。

图1：状态转换图说明：在通常的FSM模型中，⼀般还存在⼀个“接受状态”，并且FSM可以从“接受状态”转换到另⼀个状态，只有在识别最后⼀个字符后，才会根据最终状态来决定是否接受所输⼊的字符串。

此外，也可以将“其实状态”也作为接受状态，因此空的输⼊序列也是可以接受的。

1. 状态机要素状态机可归纳为4个要素，即现态、条件、动作、次态。

“现态”和“条件”是因，“动作”和“次态”是果。

有限状态机的状态编码(第八节)

VIII - Working with Sequential Logic
© Copyright 2004, Gaetano Borriello and Randy H. Katz
14
基于次态和输入/输出的启发式方法

最高优先级：在给定的输入转换条件下，具有相同次态的状态应该在状态图中放到邻近的位置

状态分配是选择二进制位向量分配给每个符号状态

如果m个状态用n位来对状态进行编码，则可能的分配方案有2n!/(2n – m)! 简单的按照二进制顺序来进行状态分配，设计者仅需要保证每个状态对应唯一的编码，以保证组合逻辑能区分各个状态单点编码是用m位状态位编码m个状态，每个状态的单点编码只有在对应的位上为1，在其它位上均为0 启发式编码能实现良好的状态分配，但不能保证是好的电路实现
X: 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 … Z: 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 …

VIII - Working with Sequential Logic
© Copyright 2004, Gaetano Borriello and Randy H. Katz
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有限输入串的识别器
© Copyright 2004, Gaetano Borriello and Randy H. Katz
1
0 or 1
VIII - Working with Sequential Logic
4
有限输入串的识别器

包括状态分配（或状态编码）的Verilog描述
always @(state or X) case (state) S0: if (X) next_state = S4 ; else next_state = S1; S1: if (X) next_state = S2; else next_state = S1; S2: if (X) next_state = S4 ; else next_state = S3; S3: if (X) next_state = S2 ; else next_state = S6; S4: if (X) next_state = S4 ; else next_state = S5; S5: if (X) next_state = S2 ; else next_state = S6; S6: next_state = S6; default: next_state = S0; endcase endmodule

FSM

有限状态机 - 31
谢谢
有限状态机 - 32
• 有的只有当某个输入条件存在时才能转移到相应的状态
有限状态机 - 5
状态机的类型
分类依据：输出是否与输入条件直接相关状态机分为两大类：
– Moore状态机：摩尔状态机的输出仅仅依赖于当前状态，而与输入条件无关。
– Mealy状态机：米勒型状态机的输出不仅依赖于当前状态，而且取决于该状态的输入条件。
Verilog语言：
有限状态机 - 12
（一）状态变量的定义
注意：
– 状态的定义用 parameter 定义，不推荐使用`define 宏定义的方式 • 因为‘define 宏定义在编译时自动替换整个设计中所定义的宏，而parameter 仅仅定义模块内部的参数，定义的参数不会与模块外的其他状态机混淆。
混合状态机：
– 结合各自的特点。
有限状态机 - 10
状态机的HDL级实现
RTL 级FSM 的评判标准
– 安全，稳定性高 – 速度快，满足设计的频率要求 – FSM 设计要清晰易懂、易维护
– 面积小，满足设计的面积要求（*ASIC）
有限状态机 - 11
（一）状态变量的定义
VHDL语言：
//第二个进程，组合逻辑always模块，描述状态转移条件判断 always @ (current_state) begin //电平触发
next_state = x; //要初始化，使得系统复位后能进入正确的状态
case(current_state) S1: if(...) next_state = S2; ... endcase end
2段式状态机（cont.）
2. 状态跳转always模块（组合逻辑）：

有限状态机原理

有限状态机原理
有限状态机（Finite State Machine, FSM）是一种计算模型，用于描述系统或算法的行为。

它由一组有限个状态、一组可能的输入信号和一组定义状态转换规则的状态转换函数组成。

在任意时刻，FSM都处于一个特定的状态，等待输入信号触发状态转换。

有限状态机具有以下基本特点：
1. 状态：有限状态机有一组预定义的状态，每个状态表示系统或算法的一种行为或状态。

2. 输入信号：系统或算法接收一组可能的输入信号，每个输入信号可能触发状态的转换或执行某种操作。

3. 状态转换：有限状态机通过状态转换函数定义可能的状态转换规则，以及在特定输入信号下从一个状态转换到另一个状态的动作或操作。

4. 动作：状态转换可以伴随着执行特定的动作或操作，用于改变系统的状态或执行一些其他的操作。

有限状态机应用广泛，可以用于描述各种系统的行为，如计算机中的指令执行、网络通信协议、自动控制系统等。

它可以帮助开发者理清系统的行为逻辑，简化复杂系统的设计和实现。

有限状态机还可以通过组合、嵌套等方式进行组合和扩展，以应对更加复杂的问题。

Verilog-有限状态机设计

'define state1 2'b00
//不要加分号“;”
'define state2 2'b01
'define state3 2'b11
'define state4 2'b10
case(state)
'state1: …;
//调用，不要漏掉符号“'”
'state2: …;
……
要注意两种方式定义与调用时的区别，一般情况下，更倾向于采用方式1来定
if(x) next_state<=S3;
else next_state<=S0;
end
S3:begin
if(x)
next_state<=S1;
else next_state<=S2;
end
default: next_state<=S0;
/*default语句*/
endcase
end
always @(state) /*该过程产生输出逻辑*/
【例10.8】自动转换量程频率计控制器
/* 信号定义
clk:
时钟输入
reset:
系统复位信号
half_dollar: 投入5角硬币
one_dollar: 投入1元硬币
half_out: 找零信号
dispense: 机器售出饮料
collect:
提示取走饮料 */
第26页，共36页。
module FSM( clk, clr, out, start, step2, step3 ); input clk, clr, start, step2, step3;

有限状态机公式

有限状态机公式有限状态机公式，是指用于表达有限状态机（Finite State Machine, FSM）的数学公式形式。

在计算机科学领域，有限状态机是一种非常基础且重要的模型，用于描述各类问题或系统的行为模式。

这些模式可以被抽象成状态，而有限状态机则是一组有限的状态以及这些状态之间的转移条件和行为描述的集合。

因此，有限状态机公式的主要目的，就是为了更加准确地描述以及计算这些状态和行为。

在数学上，有限状态机公式常常使用形式语言和自动机的理论来进行描述。

其中形式语言主要用于描述有限状态机的输入和输出约束，而自动机理论则是用于分析系统行为的动态性质。

一般而言，有限状态机公式可以分为两种类型：函数式和逻辑式。

函数式的主要形式是Mealy和Moore模型，它们分别描述了输入和输出之间的关系；逻辑式则针对状态转移进行定义，并且可以使用布尔运算和谓词逻辑来描述状态变换条件等。

下面，我们将具体介绍一些有限状态机公式的实例以及它们的使用场景。

一、Mealy模型Mealy模型是一种基于状态和输入函数的函数式描述方式，它主要用于描述系统的行为和输出产生条件。

Mealy 模型的数学公式可以表示为以下形式：Mealy= (Q, q0, Σ, Γ, δ, λ)其中Q表示有限状态的集合，q0是初始状态，Σ表示输入符号集合，Γ表示输出符号集合，δ表示状态转移函数，λ表示系统的输出函数。

Mealy模型在系统设计中应用较为广泛，它非常适用于控制系统、通信协议、密码学或识别系统等的建模。

以通信协议为例，Mealy模型可以描述一个数据通信连接的协议，在协议中，我们需要通过输入和输出函数来描述数据的发送和接收过程。

二、Moore模型除了Mealy模型之外，Moore模型也是一种常用的基于状态和输出函数的函数式描述方式。

相比Mealy模型，Moore模型主要关注输入状态和输出之间的关系。

它的数学公式可以表示为以下形式：Moore= (Q, q0, Σ, Γ, δ, h)其中Q表示有限状态的集合，q0是初始状态，Σ表示输入符号集合，Γ表示输出符号集合，δ表示状态转移函数，h表示系统的输出函数。

有限状态机

state_vector指导指导 – 定义状态寄存器和编码类型
FSM指导指导
`timescale 1ns/ 100ps module state4 (clock, reset, out); input reset, clock; output [1: 0] out; reg [1: 0] out; parameter /* ambit synthesis enum state_info */ stateA = 2'b00, stateB = 2'b01, 枚举名称定义 stateC = 2'b10, stateD = 2'b11; reg [1: 0] /* ambit synthesis enum state_info */ state; 枚举名称限用于state、枚举名称限用于、 reg [1: 0] /* ambit synthesis enum state_info */ nextstate; nextstate向量向量 always @( posedge clock) /* ambit synthesis state_vector state -encoding one_hot */ if (reset) 定义状态寄存器 state <= stateA; 并指定编码格式 else state <= nextstate; ...
– 通常，显式状态机用于可综合代码描述。通常，显式状态机用于可综合代码描述。
显式有限状态机
`timescale 1ns/100ps module state4 (clock, reset, out); input reset, clock; output [1: 0] out; reg [1: 0] out; parameter //状态变量枚举状态变量枚举 stateA = 2'b00, stateB = 2'b01, stateC = 2'b10, stateD = 2'b11; reg [1: 0] state; //状态寄存器状态寄存器 reg [1: 0] nextstate; always @( posedge clock) if (reset) //同步复位同步复位 state <= stateA; else state <= nextstate; always @( state) // 定义下一状态的组合逻辑 case (state) stateA: begin nextstate = stateB; out = 2‘b00; // 输出决定于当前状态 end stateB: begin nextstate = stateC; out = 2'b11; end stateC: begin nextstate = stateD; out = 2'b10; end stateD: begin nextstate = stateA; out = 2'b00; end endcase endmodule

常用的信道编码

常用的信道编码
在通信系统中，信道编码是一种重要的技术，用于提高数据传输的可靠性和抗干扰能力。

以下是一些常用的信道编码技术：
1.卷积编码（Convolutional（Coding）：（卷积编码是一种使用有限状态机的编码技术，它基于输入数据的状态序列来生成输出码字。

通过将数据和状态信息组合起来进行编码，能够提供良好的纠错性能。

2.循环冗余校验 Cyclic（Redundancy（Check,（CRC）：（CRC（是一种检错码，而非纠错码。

它通过多项式除法的方式对数据进行编码，生成一个固定长度的校验码，用于检测数据传输过程中的错误。

3.海明编码（Hamming（Code）：（海明编码是一种块编码技术，通过增加冗余位来实现纠错。

它能够检测和纠正数据中的一定数量的错误，通常用于存储介质和通信系统中。

4.LDPC码 Low-Density（Parity-Check（Codes）：（LDPC码是一种分布式码，利用稀疏矩阵的结构特点来提供优异的纠错性能。

它在现代通信系统中被广泛应用，如无线通信和卫星通信等。

5.Turbo码（Turbo（Codes）：（Turbo码是一种串联联接的编码技术，利用两个或多个卷积编码器之间的互相迭代来提高纠错性能，通常被用于4G和5G移动通信标准中。

这些信道编码技术在不同的通信标准和应用场景中都有广泛的应用，它们在提高数据传输可靠性和抗干扰能力方面发挥着重要作用。

选择适合特定应用场景的信道编码技术需要考虑数据传输要求、计算复杂度、功耗以及系统成本等因素。

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有限状态机的状态编码(第八节)

有限状态机

状态编码

C语言实现有限状态机

Verilog 有限状态机设计(课堂PPT)

状态机讲义

第八讲 状态机

关于有限状态机(FSM)编码的技巧和注意事项

EDA技术6-Verilog状态机

(8)状态机全

有限状态机FSM（FiniteStateMachine）及实现方式介绍

有限状态机的状态编码(第八节)

FSM

有限状态机原理

Verilog-有限状态机设计

有限状态机公式

有限状态机

常用的信道编码

第八讲状态机