Verilog状态机的写法

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verilog 状态机最佳写法

verilog 状态机最佳写法Verilog编程语言广泛应用于数字电路设计中，特别是在嵌入式系统和硬件描述语言中。

状态机是一种常用的设计模式，可以帮助我们描述复杂的行为和控制逻辑。

本文将介绍如何使用Verilog编写状态机，并提供一些最佳实践。

第一部分：Verilog简介Verilog是一种硬件描述语言，最初由美国自动化控制协会（ACM）开发。

它是一种用于描述、仿真和生成数字电路的高级编程语言。

Verilog提供了描述硬件的能力，使我们能够在逻辑级别上描述电路的行为。

第二部分：状态机简介状态机是一种抽象的数学模型，用于描述系统或程序的行为。

它由一组状态、输入和输出组成，并在不同状态之间进行转换。

状态机可以用于描述任何连续或离散的系统，包括硬件和软件。

第三部分：状态机的设计方法在Verilog中，我们可以使用参数化模块和状态寄存器来描述状态机。

参数化模块可以接受输入和输出，根据当前状态和输入转换到下一个状态，并产生相应的输出。

下面是一个简单的例子：```module fsm #(parameter N=3) (input logic clk, reset, input logic [N-1:0] input, output [N-1:0] output);typedef enum logic [1:0] {S0, S1, S2} state_t;state_t state, next_state;always_ff @(posedge clk or posedge reset) begin if (reset) beginstate <= S0;end else beginstate <= next_state;endendalways_comb begincase (state)S0: begin// State S0 behavioroutput = input;next_state = S1;endS1: begin// State S1 behavioroutput = ~input;next_state = S2;endS2: begin// State S2 behavioroutput = 2'b11;next_state = S0;enddefault: begin// Default behavioroutput = 2'b00;next_state = S0;endendcaseendendmodule```在这个例子中，我们定义了一个状态机模块，它有一个时钟信号、一个复位信号、一个输入信号和一个输出信号。

如何写好状态机_Verilog_CH06_FSM

第６章如何写好状态机节选自《Verilog设计与验证》作者：吴继华、王诚状态机是逻辑设计的重要内容，状态机的设计水平直接反应工程师的逻辑功底，所以许多公司的硬件和逻辑工程师面试中，状态机设计几乎是必选题目。

本章在引入状态机设计思想的基础上，重点讨论如何写好状态机。

本章主要内容如下：•状态机的基本概念；•如何写好状态机；•使用Synplify Pro分析FSM。

6.1 状态机的基本概念本节的重点在于帮助读者理解状态机的基本概念和应用场合。

6.1.1 状态机是一种思想方法相信大多数工科学生在学习数字电路时都学习过状态机的基本概念，了解一些使用状态机描述时序电路的基本方法。

但是，笔者希望大家能扩展思维，认识到状态机不仅仅是一种时序电路设计工具，它更是一种思想方法。

我们先看下面一个简单的例子。

在大学生活中，某学生的在校的学习生活可以简单地概括为宿舍、教室、食堂之间的周而复始，用图6-1就可以形象地表现出来。

这里画这张图，并不是要讨论这个学生是否是一个“乖乖”类型学生，请大家注意，如果将图中的“地点”认为是“状态”，将“功能”认为是状态的“输出”，这张图就是一张标准的状态转移图，也就是说，我们用状态机的方式清晰地描述了这个学生的在校生活方式。

第6章如何写好状态机138状态机的基本概念 139 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描述。

很多初学者不知道何时应用状态机。

这里介绍两种应用思路：第一种思路，从状态变量入手。

如果一个电路具有时序规律或者逻辑顺序，我们就可以自然而然地规划出状态，从这些状态入手，分析每个状态的输入，状态转移和输出，从而完成电路功能；第二种思路是首先明确电路的输出的关系，这些输出相当于状态的输出，回溯规划每个状态，和状态转移条件与状态输入。

无论那种思路，使用状态机的目的都是要控制某部分电路，完成某种具有逻辑顺序或时序规律的电路设计。

其实对于逻辑电路而言，小到一个简单的时序逻辑，大到复杂的微处理器，都适合用状态机方法进行描述。

利用veriloghdl设计状态机

利用V e r i l o g H D L设计状态机(共4页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--利用Verilog HDL设计状态机1.设计要求利用Verilog HDL设计一个电路，对输入的一串二进制数，用于检测序列中连续3个或者3个以上的1，状态转换如图所示：2.设计步骤第一步：安装Quartus II软件并破解第二步：根据设计要求编写程序代码第三步：生成仿真电路图和波形如图3.程序代码module moore(clk,din,op);input clk,din;output op;reg[1:0] current_state,next_state;reg op;parameter S0=2'b00,S1=2'b01,S2=2'b10,S3=2'b11;always@(posedge clk)begincurrent_state<=next_state; endalways@(current_state or din) begincase(current_state)S0:beginop=0;if(din==0)next_state=S0;elsenext_state=S1; endS1:beginop=0;if(din==0)next_state=S0;elsenext_state=S2; endS2:beginop=0;if(din==0)next_state=S0;elsenext_state=S3; endS3:beginop=1;if(din==0)next_state=S0;elsenext_state=S3; enddefault:beginop=0;next_state=S0;endendcaseendendmodule4.仿真电路图和波形图电路图如下图：图一电路原理图图二转换关系图波形图如下图：波形图5.实验结论与心得体会实验结果：由仿真波形可以看出，利用该状态机，可以实现输入一串二进制数然后检测序列中连续3个或者3个以上的1，实现上面转换图要求的功能，符合实验要求。

verilog奇偶分频、一段式、两段式、三段式状态机

汇报总结1、偶数分频偶数倍分频相对简单，可以通过计数器对预分频的脉冲沿计数实现，如果要进行N倍（N为整数）偶数分频，可由预分频的时钟触发计数器计数，当计数器从0计数到N/2—1时，输出时钟进行翻转，并给计数器一个复位信号，使得下一个时钟从零开始计数，以此循环下去。

分频的主体程序如下：`define div_en 8module freq_div_even(clk_in,reset,clk_out);input clk_in;input reset;output clk_out;reg clk_out;reg[2:0] count;initialbegincount=0;clk_out=0;endalways@(posedge clk_in)beginif(!reset)begincount<=0;clk_out<=0;endelseif(count==(`div_en/2-1))beginclk_out<=~clk_out;count<=0;endelsebegincount<=count+1;endendendmodule下面定义N为8,对一个脉冲8分频,测试程序如下:`timescale 1ns/1nsmodule testbench;reg reset;reg clk_in;reg[2:0] count;wire clk_out;freq_div_even test(.clk_in(clk_in),.reset(reset),.clk_out(clk_out));initialbeginreset=0;clk_in=0;#5 reset=1;endalways #10 clk_in=~clk_in;endmodule波形图如下:2、奇数分频对于对占空比没有特殊要求的奇数分频，需要对上升沿和下降沿脉冲进行计数，利用下降沿产生的波形移相半个输入脉冲的作用，最后用错位“异或”法实现。

verilog 状态机定义 -回复

verilog 状态机定义-回复如何在Verilog中定义状态机。

在Verilog中，状态机（State Machine）是一种用于建模和描述电子系统中各种状态转换的行为模型。

它可以用于设计和实现各种数字电路和系统，从简单的计数器到复杂的通信协议都可以通过状态机来实现。

本文将详细介绍如何在Verilog中定义状态机，包括状态和状态转换的表示方式，以及如何实现状态转换和输出的逻辑。

第一步：定义状态状态是状态机中的核心概念，它描述了系统的各种工作状态。

在Verilog 中，我们可以使用参数或宏定义来表示状态。

例如，假设我们有一个简单的状态机，它有三种状态：A、B和C。

我们可以使用宏定义来定义这些状态：` 定义状态`define STATE_A 1`define STATE_B 2`define STATE_C 3上述代码中，我们使用宏定义为每个状态分配了一个唯一的标识符。

这样，在后续的代码中我们可以直接使用这些标识符来表示状态。

第二步：定义状态转换状态转换是状态机中状态之间的转换关系。

它描述了由哪个状态转换到哪个状态，以及在何种条件下进行转换。

在Verilog中，我们可以使用组合逻辑或时序逻辑来定义状态转换。

对于组合逻辑，我们可以使用always_comb块或assign语句来定义状态转换。

例如，假设状态A可以转换到状态B或状态C，转换条件是某个输入信号x等于1。

我们可以使用always_comb块来表示这个转换：always_comb begincase (currentState)`STATE_A: nextState = (x == 1) ? `STATE_B : `STATE_C;`STATE_B: nextState = ...`STATE_C: nextState = ...endcaseend上述代码中，我们使用一个case语句来根据当前状态和输入信号x的值确定下一个状态。

当状态为A时，如果x等于1，下一个状态为B，否则为C。

fpga 有限状态机例子

fpga 有限状态机例子有限状态机（Finite State Machine，FSM）是一种常见的设计模式，用于描述和实现具有有限数量状态的对象的行为。

在硬件设计中，有限状态机常常用于描述数字逻辑电路的行为。

以下是一个使用Verilog语言编写的简单有限状态机的例子：verilog复制代码module counter(input clk, reset, output reg [3:0] count);// 定义状态机的状态parameter IDLE = 4'b0000; // 初始状态parameter COUNTER = 4'b0001; // 计数状态// 状态机的当前状态reg [3:0] current_state;// 状态转移逻辑always @(posedge clk or posedge reset) begin if (reset) begincurrent_state <= IDLE; // 如果reset信号为高，则进入IDLE状态end else begincase (current_state)IDLE: beginif (count == 4'b1000) current_state <= COUNTE R; // 如果计数达到8，则进入COUNTER状态endCOUNTER: begincurrent_state <= IDLE; // 在COUNTER状态下，计数完成后回到IDLE状态enddefault: begincurrent_state <= IDLE; // 如果状态机处于未知状态，则强制回到IDLE状态endendcaseendend// 计数逻辑always @(posedge clk) beginif (current_state == COUNTER) count <= count + 1; // 在COUNTER状态下，计数器递增endendmodule在这个例子中，我们定义了一个简单的4位计数器。

有限状态机的verilog例子

有限状态机的verilog例子有限状态机（Finite State Machine, FSM）是数字电路设计中的一种基本构件，它可以用来实现各种复杂的控制逻辑。

在Verilog中，可以用模块（module）来描述一个有限状态机，使用参数（parameters）来定义状态数量和状态转移逻辑。

以下是一个简单的有限状态机的Verilog例子，该FSM有3个状态（S0, S1, S2）和两个输入（clk, rst_n）以及一个输出（next_state, out）：```verilogmodule fsm(input wire clk, // 时钟信号input wire rst_n, // 低电平复位信号input wire [1:0] in, // 输入信号，这里位宽为2，可以扩展output reg next_state, // 下一状态输出output reg out // 输出信号);// 状态参数parameter S0 = 2'b00;parameter S1 = 2'b01;parameter S2 = 2'b10;// 状态寄存器reg [1:0] state;// 状态转移逻辑always @(posedge clk or negedge rst_n) beginif (!rst_n) begin// 当处于复位状态时，状态寄存器和输出都初始化为0state <= S0;out <= 1'b0;end else begin// 根据当前状态和输入信号，更新下一状态和输出case (state)S0: beginnext_state <= S1;out <= 1'b1;endS1: beginnext_state <= S2;out <= 1'b0;endS2: beginnext_state <= S0;out <= 1'b1;enddefault: beginnext_state <= S0;out <= 1'b0;endendcaseendendendmodule```在这个例子中：- `clk` 是时钟信号。

verilog 三段式状态机

Verilog状态机设计‐‐‐‐‐‐‐‐‐三段式状态机练习：设计一个串行数据检测器。

要求是：连续4个或4个以上的1时输出为1，其他输入情况下为0。

编写测试模块并给出仿真波形。

目的：学会状态机设计方法模块源码`timescale 1ps/1psmodule FSM (input iCLK,input iRST_N,input iA,output oMATCH);parameter S0 = 3'b000,S1 = 3'b001,S2 = 3'b010,S3 = 3'b011,S4 = 3'b100;reg [2:0] state, next_state;reg match, next_match;wire is_match_out;assign oMATCH = match;// sequential circuitalways@(posedge iCLK, negedge iRST_N) beginif (!iRST_N) beginstate <= S0;match <= 1'b0;endelse beginstate <= next_state;match <= next_match;endend// combinational circuit for state logicalways@(*) begin //*号不能改为posedge iCLK, negedge iRST_N next_state = S0;case (state)S0 : next_state = (iA==1) ? S1 : S0;S1 : next_state = (iA==1) ? S2 : S0;S2 : next_state = (iA==1) ? S3 : S0;S3 : next_state = (iA==1) ? S4 : S0;S4 : next_state = (iA==1) ? S4 : S0;endcaseend// combinational circuit for output logicassign is_match_out = (next_state == S4) ? 1 : 0;//注意点：如何next_state用state则输出会比现在延时1个周期。

verilog三段式状态机格式

Verilog三段式状态机格式1. 引言在数字电路设计领域，状态机是一种非常重要的设计工具，它能够描述系统在不同状态下的行为。

Verilog是一种硬件描述语言，可以用于描述数字电路的设计和验证。

其中，三段式状态机格式是一种常用的描述方式，本文将针对这一主题展开深入探讨。

2. 三段式状态机的定义三段式状态机包括状态寄存器、组合逻辑和next state逻辑。

状态寄存器用于存储系统的当前状态。

组合逻辑根据输入信号和当前状态计算出输出信号和下一个状态。

next state逻辑用于确定下一个状态的取值。

三段式状态机可以清晰地描述系统的状态转移关系，具有良好的可读性和可维护性。

3. 深入理解三段式状态机在实际应用中，三段式状态机格式能够很好地应对复杂的状态转移逻辑。

通过合理的状态定义和状态转移规则，可以实现高效、稳定的系统设计。

三段式状态机还有利于设计验证和仿真，能够有效减少错误的引入，并提高系统的可靠性。

4. 三段式状态机在Verilog中的应用在Verilog语言中，可以通过module和always语句来描述三段式状态机。

通过module定义状态寄存器和组合逻辑，明确定义输入、输出和状态变量。

通过always语句描述next state逻辑，根据输入信号和当前状态计算下一个状态的取值。

采用Verilog描述三段式状态机，能够有效提高设计的可移植性和可重用性。

5. 个人理解与观点三段式状态机格式作为一种强大的状态机描述方式，在数字电路设计中具有广泛的应用。

我个人认为，深入理解并灵活应用三段式状态机格式，对于提高数字电路设计的效率和质量具有重要意义。

通过对状态机转移关系的清晰描述，可以有效减少设计错误和优化系统性能。

6. 总结与回顾三段式状态机格式在Verilog语言中的应用具有重要价值。

通过本文的探讨，我对三段式状态机的概念和应用有了更深入的理解。

在今后的数字电路设计中，我将更加灵活地运用三段式状态机格式，以期实现更高效、可靠的系统设计。

verilog 状态机写法

verilog 状态机写法在Verilog中，有几种常用的状态机写法，包括Mealy状态机、Moore状态机和通用状态机。

下面简要介绍每种写法的特点：Mealy状态机：输出依赖于当前状态和输入信号。

输出的变化可以与状态的变化同步。

Verilog代码示例：module MealyFSM (input logic clk,input logic reset,input logic input_signal,output logic output_signal);enum logic [2:0] states;logic [2:0] current_state, next_state;always_ff @(posedge clk or posedge reset) beginif (reset)current_state <= states[0];elsecurrent_state <= next_state;endalways_comb begincase (current_state)states[0]: begin // State 0if (input_signal)next_state = states[1];elsenext_state = states[0];output_signal = input_signal & next_state[0]; // Output depends on current state and input signalendstates[1]: begin // State 1if (input_signal)next_state = states[0];elsenext_state = states[1];output_signal = input_signal | next_state[0]; // Output depends on current state and input signalend// Add more states and conditions as neededendcaseendEndmoduleMoore状态机：输出只依赖于当前状态。

verilog有限状态机的设计

习
题
8
8.5 设计一个汽车尾灯控制电路。已知汽车左右两侧各有3个尾灯，要求控制尾灯按如下规则亮灭。（1）汽车沿直线行驶时，两侧的指示灯全灭；（2）右转弯时，左侧的指示灯全灭，右侧的指示灯按 000，100，010，001，000循环顺序点亮；（3）左转弯时，右侧的指示灯全灭，左侧的指示灯按与右侧同样的循环顺序点亮；（4）如果在直行时刹车，两侧的指示灯全亮；如果在转弯时刹车，转弯这一侧的指示灯按上述的循环顺序点亮，另一侧的指示灯全亮。
always @(state) /*该过程产生输出逻辑*/ begin case(state) S3: z=1'b1; default:z=1'b0; endcase end endmodule
“101”序列检测器（单过程描述）
module fsm4_seq101(clk,clr,x,z); input clk,clr,x; output reg z; reg[1:0] state; parameter S0=2'b00,S1=2'b01,S2=2'b11,S3=2'b10; /*状态编码，采用格雷（Gray）编码方式*/ always @(posedge clk or posedge clr) Begin if(clr) state<=S0; //异步复位，s0为起始状态 else case(state) S0:begin if(x) begin state<=S1; z=1'b0;end else begin state<=S0; z=1'b0;end end S1:begin if(x) begin state<=S1; z=1'b0;end else begin state<=S2; z=1'b0;end end S2:begin if(x) begin state<=S3; z=1'b0;end else begin state<=S0; z=1'b0;end end S3:begin if(x) begin state<=S1; z=1'b1;end else begin state<=S2; z=1'b1;end end default:begin state<=S0; z=1'b0;end /*default语句*/ endcase end endmodule

2014.9摩尔及米利型状态机的VerilogHDL描述方法

例1：MOORE 型状态机设某个控制器的状态转换图如下所示：输入：in 、时钟clk 、和复位信号输出：out用Verilog将NS 、 OL 、 CS module statmach(clk, in, reset, out); input clk, reset; //时钟、复位信号 input in; //输入 output out; reg out; //输出reg current_state; //现态寄存器reg next_state; //次态寄存器，NS 与CS 分开描述时必须定义parameter s0 = 0, s1 = 1; //状态编码always @( current_state or in )begincase (current_state) s0: if(in) next _state<=s1;else if (!in) next _state<=s0 s1:if(in) next _state<=s0; else if (!in) next _state<=s1default: next _state<=s0； endcaseendalways @(posedge clk ) begin if (reset)current_state <= s0;else current_state<= next endalways @( current_state )in=0状态编码：S0=0，S1=1。

in=0时钟CS NS OL 复位begin case (current_state) s0: out <= 0;s1:out <= 1; default:out <= x;endcase end endmodule将CS 与NS 混合描述，OL 单独描述：module statmach(clk, in, reset, out); input clk, reset; //时钟、复位信号 input in; //输入output out; //输出 reg out;reg current_state; //现态寄存器parameter s0 = 0, s1 = 1; //状态编码always @(posedge clk ) begin if (reset) current_state = s0; else case (current_state) s0:if (in) current_state = s1;else if (!in)current_state = s0;s1: if (in) current_state = s0; else if (!in) current_state = s1;default: current_state = s0;endcase endin=0OL时钟CSNSOLMOORE 型状态机结构图复位always @(current_state ) begincase (current_state) s0: out = 0; s1: out = 1;default:out = x;endcase endendmodule将CS 、NS 、OL 均混合描述：module statmach(clk, in, reset, out); input clk, reset; //时钟、复位信号 input in; //输入output out; //输出 reg out;reg current_state; //现态寄存器parameter s0 = 0, s1 = 1; //状态编码always @(posedge clk ) begin if (reset) current_state = s0; else case (current_state) s0:begin out = 0;if (in) current_state = s1;else if (!in)s1:begin out = 1; if (in) current_state = s0; else if (!in) current_state = s1; enddefault: current_state = s0;endcaseOLin=0时钟CSNSOLMOORE 型状态机结构图复位endendmodule例2：MEALY 型状态机状态转换图：将CS 与NS 混合描述，OL 单独描述：（无法全部混合描述） module statmach(clk, in, reset, out);input clk, reset; //时钟、复位信号 input in; //输入 output out; //输出 reg out;reg current_state; //现态寄存器parameter s0 = 0, s1 = 1; //状态编码always @(posedge clk ) begin if (reset) current_state = s0; else case (current_state) s0:if (in) current_state = s1;else if (!in)current_state = s0;s1: if (in) current_state = s0; else if (!in) current_state = s1;default: current_state = s0;endcase endin=0in=0/out=0in=0/out=1always @(begin case (current_state ) s0:if(in) out = 1; s1:if(in) out = 0;default:out = x;endcase endendmodule例3：带流水线的MEALY 型状态机将CS 、NS 与OL 混合描述： module statmach(clk, in, reset, out); input clk, reset; //时钟、复位信号 input in; //输入output out; //输出 reg out;reg current_state; //现态寄存器parameter s0 = 0, s1 = 1; //状态编码in=0/out=1always @(posedge clk ) begin if (reset) current_state = s0; else case (current_state) s0:if (in)beginout = 1;current_state = s1;end else begin out = 0;current_state = s0; ends1: if (in)begin out = 0;current_state = s0;end else beginout = 1;current_state = s1; enddefault: begin current_state = s0; out = x; endendcase endendmodulein=0/out=1。

Verilog中三段式状态机模板

在用Verilog编写状态机时，建议分为三个always段完成。

三段式建模描述FSM的状态机输出时，只需指定case敏感表为次态寄存器，然后直接在每个次态的case分支中描述该状态的输出即可，不用考虑状态转移条件。

三段式描述方法虽然代码结构复杂了一些，但是换来的优势是：使FSM做到了同步寄存器输出，消除了组合逻辑输出的不稳定与毛刺的隐患，而且更利于时序路径分组，一般来说在FPGA/CPLD等可编程逻辑器件上的综合与布局布线效果更佳。

示列如下：//第一个进程，同步时序always模块，格式化描述次态寄存器迁移到现态寄存器always @ (posedge clk or negedge rst_n) //异步复位if(!rst_n)current_state <= IDLE;elsecurrent_state <= next_state;//注意，使用的是非阻塞赋值//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) //电平触发，现态寄存器为敏感信号beginnext_state = x; //要初始化，使得系统复位后能进入正确的状态//对次态寄存器进行阻塞赋值case(current_state)S1: if(...)next_state = S2; //阻塞赋值S2:if()next_state = S3. //阻塞赋值………….endcaseend//第三个进程，同步时序always模块，格式化描述次态寄存器输出always @ (posedge clk or negedge rst_n)//异步复位begin...//初始化case(next_state) //次态寄存器作为CASE后的表达式S1:out1 <= 1'b1; //对输出进行赋值，注意是非阻塞逻辑S2:out2 <= 1'b1;………..default:... //default的作用是免除综合工具综合出锁存器。

verilog标准三段式状态机写法

verilog标准三段式状态机写法标准三段式状态机是一种常用的硬件描述语言，用于设计和实现数字电路中的状态机。

它将状态机分为三个部分：状态寄存器、状态转移逻辑和输出逻辑。

以下是关于verilog标准三段式状态机的相关参考内容。

1. 状态寄存器：状态寄存器用于存储状态机的当前状态。

通常使用一个二进制寄存器或者一个集合的寄存器位来表示不同的状态。

Verilog中可以使用reg类型定义一个寄存器，然后使用case语句来描述状态的变化。

例如：```verilogreg [2:0] state; // 定义一个3位的状态寄存器always @(posedge clk) begincase (state)3'b000: state <= 3'b001; // 状态0转变为状态13'b001: state <= 3'b010; // 状态1转变为状态23'b010: state <= 3'b011; // 状态2转变为状态33'b011: state <= 3'b000; // 状态3转变为状态0endcaseend```2. 状态转移逻辑：状态转移逻辑决定了状态机在不同的输入条件下如何切换状态。

通常使用组合逻辑电路（如门电路和表决电路）来实现状态转移逻辑。

Verilog中可以使用always @(state)来监听状态寄存器的变化，并使用if-else语句来描述状态的切换。

```verilogalways @(state) beginif (state == 3'b000)next_state = 3'b001;else if (state == 3'b001)next_state = 3'b010;else if (state == 3'b010)next_state = 3'b011;else if (state == 3'b011)next_state = 3'b000;end```3. 输出逻辑：输出逻辑用于根据当前状态产生相应的输出。

verilog标准三段式状态机写法

Verilog标准三段式状态机写法1. 介绍Verilog是一种硬件描述语言，用于对数字电路进行建模和描述。

在Verilog中，状态机是常见的一种数字电路模块，用于描述系统或设备的工作状态和状态之间的转移关系。

Verilog标准三段式状态机是一种常见的状态机设计方法，它由三个部分组成：状态寄存器、状态转移逻辑和输出逻辑。

本文将详细介绍Verilog标准三段式状态机的设计方法和实现步骤。

2. Verilog标准三段式状态机设计方法及实现步骤Verilog标准三段式状态机设计方法主要包括以下几个步骤：2.1 状态寄存器的设计状态寄存器用于存储系统或设备的当前状态。

在Verilog中，状态寄存器通常使用寄存器数组进行描述。

如果系统有n个状态，则可以使用n位的寄存器数组来表示状态寄存器。

在Verilog中，状态寄存器的设计通常需要考虑同步时钟和复位信号的控制。

2.2 状态转移逻辑的设计状态转移逻辑用于描述状态之间的转移关系。

在Verilog中，状态转移逻辑通常使用组合逻辑电路进行描述。

可以使用if-else语句或case 语句来描述各个状态之间的转移关系。

在设计状态转移逻辑时，需要考虑状态转移条件和下一个状态的确定。

2.3 输出逻辑的设计输出逻辑用于描述系统或设备在各个状态下的输出信号。

在Verilog 中，输出逻辑通常也使用组合逻辑电路进行描述。

输出逻辑的设计需要考虑当前状态下的输出信号以及输出信号与状态转移关系之间的逻辑关系。

3. 结论Verilog标准三段式状态机是一种常见的状态机设计方法，它由状态寄存器、状态转移逻辑和输出逻辑三个部分组成。

通过合理的设计和实现，可以有效描述和控制系统或设备的工作状态和状态之间的转移关系。

在Verilog中，状态机的设计是数字电路设计中重要的一部分，掌握好Verilog标准三段式状态机的设计方法对于数字电路设计工程师来说是非常重要的。

希望本文能够对Verilog标准三段式状态机的设计方法有所帮助。

verilog 状态机写法

状态机是一种用于实现特定顺序逻辑的硬件设计方法。

在Verilog中，状态机通常通过定义不同的状态和状态迁移来实现。

以下是状态机在Verilog中的基本写法：1. 定义状态：首先，需要定义状态机的状态。

状态可以用整数或符号表示。

```verilogmodule state_machine (input clk,input rst,// 其他输入信号output reg [1:0] state // 输出状态);```2. 状态迁移：定义状态机的状态迁移逻辑。

这通常包括两个部分：状态转移条件和转移输出。

- 状态转移条件：描述当前状态和输入信号之间的关系，用于确定状态机何时迁移到哪个新状态。

```verilogalways @(posedge clk) beginif (rst) beginstate <= 0; // 初始化状态end else begin// 状态迁移条件state <= next_state;endend```- 转移输出：描述状态机在新状态下的输出信号。

```verilogalways @(posedge clk) beginif (rst) beginstate <= 0; // 初始化状态end else begin// 状态迁移条件state <= next_state;// 状态机在新状态下的输出output_signal = next_output_signal;endend```3. 循环结构：如果状态机需要在一个状态中执行一系列操作，可以使用循环结构（如for循环、while循环等）。

```verilogalways @(posedge clk) beginif (rst) beginstate <= 0; // 初始化状态end else begin// 状态迁移条件state <= next_state;// 循环执行的操作for (integer i = 0; i < 4; i = i + 1) begin// 状态机在新状态下的输出output_signal = next_output_signal;endendend```4. 描述输入和输出信号：根据状态机的需求，定义输入和输出信号。

verilog状态机的三种写法

verilog状态机的三种写法1，单always块结构(⼀段式)：always @(posedge clk ) begincase(FSM)st0；beginout0;//输出if(case0) FSM<=st1;//状态转移endst1；beginout1;//输出if(case0) FSM<=st2;//状态转移end……default:endcaseend单always块把组合逻辑和时序逻辑放在⼀个时序always块描述。

输出时为寄存器输出，所以⽆⽑刺。

但是这种⽅式会产⽣多余的触发器（因为把组合逻辑也放在时序逻辑中实现），⽽且代码难以修改调试。

但对于那些简单的状态机，⼀段式还是不错的，因为它把输⼊，转移，输出⼀起体现，更⽅便理解。

但是对于复杂状态机就是灾难了，所以最好还是养成不使⽤该结构的习惯。

双always块结构(两段式)：//时序逻辑，这段⼀般是不变的，描述从现态转移到次态always @ (posedge clk) begincurrent_state<=next_state;end//组合逻辑，包括转移条件以及状态内容（即输出）always @ (*) begincase(current_state)st0:beginout0;if(case0) FSM=st1; //组合逻辑使⽤阻塞语句endst1:beginout1;if(case1) FSM=st2;end……endcaseend⼆段式中，⼀个always块采⽤同步时序描述状态转移；另⼀个采⽤组合逻辑判断转移条件，以及描述输出。

⼆段式便于阅读，理解和维护，有利于综合器优化代码。

但是由于采⽤的是组合逻辑输出，容易产⽣⽑刺，且不利于约束，也不利于综合器和布局布线器实现⾼性能设计。

三always块结构(三段式)：//第⼀个always块，时序逻辑，描述现态转移到次态always @ (posedge clk negedge rst_n) beginif(!rst_n) current_state<=IDLE;else current_state<=next_state;end//第⼆个always块，组合逻辑，描述状态转移的条件always @ (current_state) begincase(current_state)s1:if(……) next_state=s2;//组合逻辑，采⽤阻塞赋值……endcaseend//第三个always块，时序逻辑，描述输出always @ (posedge clk negedge rst_n) begincase(next_state) //这⾥有的是next_state，有的是current_state,需根据电路要求s1: out1<=……;s2: out2<=……;default:……endcaseend三段式结构中，2个时序always块分别⽤来描述现态逻辑转移，及输出赋值。

verilog 状态机写法

verilog 状态机写法Verilog是一种硬件描述语言，常用于设计和开发数字电路和系统。

在Verilog中，状态机是一种常用的建模方法，用于描述系统的状态和状态转移。

Verilog的状态机可以使用不同的写法来实现，通常有两种主要的方法：行为级描述和结构级描述。

行为级描述是一种以状态转移的逻辑和状态转移的条件为基础的写法。

在行为级描述中，我们需要定义状态变量和状态转移条件，然后使用if-else语句来实现状态转移逻辑。

以下是一个简单的例子，使用行为级描述写法实现一个简单的二进制计数器状态机：```verilogmodule binary_counter(input clk,input reset,output reg [3:0] count);reg [3:0] next_count;always @(posedge clk or posedge reset) beginif (reset) begincount <= 4'b0000;end else begincase (count)4'b0000: next_count = 4'b0001;4'b0001: next_count = 4'b0010;4'b0010: next_count = 4'b0011;4'b0011: next_count = 4'b0100;4'b0100: next_count = 4'b0101;4'b0101: next_count = 4'b0110;4'b0110: next_count = 4'b0111;4'b0111: next_count = 4'b1000;4'b1000: next_count = 4'b1001;4'b1001: next_count = 4'b0000;default: next_count = 4'b0000;endcasecount <= next_count;endendendmodule```在上面的例子中，我们定义了一个4位的计数器变量`count`，并在always块中定义了状态转移逻辑。

verilog状态机

基于Verilog应用2007-09-18 16:25:19 来源：电子技术应用关键字：可编程逻辑器件Verilog HDL FIFO FSM随着数字时代的到来，数字技术的应用已经渗透到了人类生活的各个方面。

数字系统的发展在很大程度上得益于器件和集成技术的发展，著名的摩尔定律（Moore's Law）的预言也在集成电路的发展过程中被印证了，数字系统的设计理念和设计方法在这过程中发生了深刻的变化。

从电子CAD、电子CAE到电子设计自动化（EDA），随着设计复杂程度的不断增加，设计的自动化程度越来越高。

目前，EDA技术作为电子设计的通用平台，逐渐向支持系统级的设计发展；数字系统的设计也从图形设计方案向硬件描述语言设计方案发展。

可编程器件在数字系统设计领域得到广泛应用，不仅缩短了系统开发周期，而且利用器件的现场可编程特性，可根据应用的要求对器件进行动态配置或编程，简单易行地完成功能的添加和修改。

在现代工业的发展中，实时测控系统得到广泛应用，这就对高速数字信号处理系统提出了更高的要求。

因为要涉及大量的设计，为了提高运算速度，应用了大量DSP器件。

数字采集系统是整个系统的核心部分之一，传统方法是应用MCU或DSP通过软件控制数据采集的模/数转换，这样必将频繁中断系统的运行从而减弱系统的数据运算，数据采集的速度也将受到限制。

因此，DSP+CPLD的方案被认为是数字信号处理系统的最优方案之一，由硬件控制模/数转换和数据存储，从而最大限度地提高系统的信号采集和处理能力。

1 系统总体方案数据采集系统是基于DSP的信号处理系统中的一部分。

框图如图1所示。

该数字信号处理系统用于随机共振理论在弱信号检测中的应用研究中。

整个系统由信号放大、信号滤波、信号采样、高速数字信号处理、与主计算机的高速数据传输接口等部分组成。

其中，信号放大是对输入信号进行调理以满足采样的要求；信号滤波是防止信号产生“混叠现象”；信号采样是完成模拟信号的数字化；高速数字信号处理是在建立随机共振模型的基础上完成各种算法；与主计算机的高速数据传输接口是满足信号检测的实时性，将DSP处理的数据传给计算机以进行进一步的处理。

Verilog 的有限状态机

基于Verilog HDL的有限状态机1.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。

图 1Mealy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。

Verilog状态机的写法

verilog 状态机 最佳写法

如何写好状态机_Verilog_CH06_FSM

利用veriloghdl设计状态机

verilog奇偶分频、一段式、两段式、三段式状态机

verilog 状态机定义 -回复

fpga 有限状态机例子

有限状态机的verilog例子

verilog 三段式状态机

verilog三段式状态机格式

verilog 状态机写法

verilog有限状态机的设计

2014.9摩尔及米利型状态机的VerilogHDL描述方法

Verilog中三段式状态机模板

verilog标准三段式状态机写法

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verilog 状态机 写法

verilog状态机的三种写法

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Verilog 的有限状态机

verilog 状态机最佳写法

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