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一、状态机的定义
状态机就是能够根据控制信号按照预先设定的状态进行状态转移，是协调相关信号动作、完成特定动作的控制中心。状态机简写为 FSM （Finite State Machine）,分为两类：
1：输出只和当前状态有关而与输入无关，则称为摩尔（Moore）状态机；
2：输出不仅和当前状态有关而且和输入有关，则称为米利（Mealy）状态机；
二、两种状态机的区别
1：在波形上区别：以一个序列检测器为例，检测到输入信号11时输出z为1，其他时候为0。用摩尔型FSM实现需要用到三个状态（A，B，C）。而用米利型FSM实现则需要两个状态（A，B）。摩尔型FSM输出函数的输入只由状态变量决定，要想输出z=1，必须C状态形成，即寄存器中的两个1都打进去后才可以。输出z=1会在下一个有效沿到来的时候被赋值。而米利型FSM输出函数是由输入和状态变量共同决定的。状态在B的时候如果输入为1，则直接以组合电路输出z=1，不需要等到下个有效沿到来。从而也就不需要第三个状态C。
2：摩尔状态机更安全：输出在时钟边沿变化（总是在一个周期后）。在Mealy机器中，输入更改可能会在逻辑完成后立即导致输出更改, 当两台机器互连时出现大问题 ，如果不小心，可能会发生异步反馈。
3：Mealy状态机对输入的反应更快：在相同的周期内反应 - 不需要等待时钟。在Moore机器中，可能需要更多逻辑来将状态解码为输出 - 在时钟边沿之后更多的门延迟。并非所有时序电路都可以使用Mealy模型实现。 一些时序电路只能作为摩尔机器实现。
三、经典三段式状态机模板
1 reg [:] current_state ; 2 reg [:] next_state ; 3 4 wire [:0] IDLE ; 5 wire [:0] S0 ; 6 wire [:0] S1 ; 7 wire [:0] S2 ; 8 9 //=============================================================================10 //**************************** State Machine ******************************* 11 //=============================================================================\ 12 13 always @(posedge sclk or negedge s_rst_n) begin 14 if(!s_rst_n) 15 current_state <= IDLE; 16 else 17 current_state <= next_state; 18 end 19 20 always @(*) begin 21 next_state = IDLE; 22 case(current_state) 23 IDLE:begin 24 if(idle2s0 == 1‘b1) 25 next_state = S0; 26 else 27 next_state = current_state; 28 end 29 30 S0:begin 31 if(s02s1 == 1‘b1) 32 next_state = S1; 33 else 34 next_state =current_state; 35 end 36 37 S1:begin 38 if(s12s2 == 1‘b1) 39 next_state = S2; 40 else 41 next_state = current_state; 42 end 43 44 S2:begin 45 if(s22idle == 1‘b1) 46 next_state = IDLE; 47 else 48 next_state = current_state; 49 end 50 51 default:begin 52 next_state = IDLE; 53 end 54 endcase 55 end 56 57 assign idle2s0 = current_state == IDLE && 58 assign s02s1 = current_state == S0 && 59 assign s12s2 = current_state == S1 && 60 assign s22idle = current_state == S2 && 61 62 always @(posedge sclk or negedge s_rst_n) begin 63 if(!s_rst_n) begin 64 65 end 66 else begin 67 case(next_state) 68 69 end 70 end
四、摩尔型状态机
举例说明摩尔型状态机，非重叠检测 1001
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原文地址：https://www.cnblogs.com/571328401-/p/13193815.html
