第七章有限状态机和可综合风格的VerilogHDL

第七章 有限状态机和可综合风格的Verilog HDL ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1 1 4第七章 有限状态机和可综合风格的Verilog HDL 前言 由于Verilog HDL和 VHDL 行为描述用于综合的历史还只有短短的几年，可综合风格的Verilog HDL 和VHDL的语法只是它们各自语言的一个子集。又由于HDL的可综合性研究近年来非常活跃，可综合子集的国际标准目前尚未最后形成，因此各厂商的综合器所支持的HDL子集也略有所不同。本教材中有关可综合风格的Verilog HDL的内容，我们只着重介绍RTL级、算法级和门级逻辑结构的描述，而系统级（数据流级）的综合由于还不太成熟，暂不作介绍。由于寄存器传输级（RTL）描述是以时序逻辑抽象所得到的有限状态机为依据的，所以把一个时序逻辑抽象成一个同步有限状态机是设计可综合风格的Verilog HDL模块的关键。在本章中我们将通过各种实例由浅入深地来介绍各种可综合风格的Verilog HDL模块，并把重点放在时序逻辑的可综合有限状态机的Verilog HDL设计要点。至于组合逻辑，因为比较简单，只需阅读典型的用Verilog HDL描述的可综合的组合逻辑的例子就可以掌握。为了更好地掌握可综合风格，还需要较深入地了解 阻 塞 和非阻 塞 赋 值 的差 别 和在不同的情 况 下 正 确 使 用这 两 种赋 值的方 法。只有深入地理 解 阻 塞 和非阻 塞 赋 值 语句 的细 微 不同，才 有可能 写 出 不仅 可以仿 真 也可以综合的Verilog HDL模块。只要按 照 一定 的原 则 来编 写 代 码 就可以保 证 Verilog模块综合前和综合后仿 真 的一致 性。符 合这 样 条 件 的可综合模块是我们设计的目标，因为这 种代 码 是可移 植 的，可综合到不同的FPGA和不同工 艺 的ASIC中，是具 有知 识 产 权 价 值 的软 核 。 7.1.有限状态机 有限状态机是由寄存器组和组合逻辑构成的硬 件 时序电 路 ，其 状态（即 由寄存器组的1和0的组合状态所构成的有限个状态）只可能 在同一时钟 跳 变 沿 的情 况 下 才 能 从 一个状态转 向 另 一个状态，究竟 转 向哪 一状态还是留 在原 状态不但 取 决 于各个输入值 ，还取 决 于当 前所在状态。（这 里 指 的是米 里 Mealy型有限状态机，而莫 尔 Moore型有限状态机究竟 转 向 哪 一状态...