第5章 VHDL 状态机ppt课件.ppt

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1、EDA技术与VHDL第5章VHDL状态机KX康芯科技5.1状态机设计相关语句5.1.1类型定义语句TYPE数据类型名IS数据类型定义OF基本数据类型;或TYPE数据类型名IS数据类型定义;TYPEst1ISARRAY(0TO15)OFSTD_LOGIC;TYPEweekIS(sun，mon，tue，wed，thu，fri，sat);TYPEm_stateIS(st0，st1，st2，st3，st4，st5);SIGNALpresent_state，next_state:m_state;TYPEBOOLEANIS(FALSE，TRUE)；5

2、.1状态机设计相关语句5.1.1类型定义语句TYPEmy_logicIS('1'，'Z'，'U'，'0');SIGNALs1:my_logic;s1<='Z';SUBTYPE子类型名IS基本数据类型RANGE约束范围;SUBTYPEdigitsISINTEGERRANGE0to9;5.1状态机设计相关语句5.1.2状态机的优势1．状态机克服了纯硬件数字系统顺序方式控制不灵活的缺点；2．由于状态机的结构相对简单，设计方案相对固定；3、状态机容易构成性能良好的同步时序逻辑模块；4、与VHDL的其他描述方式相比，状态机的VHDL表述丰富多样、程

3、序层次分明，结构清晰，易读易懂；在排错、修改和模块移植方面也有其独到的好处；5、在高速运算和控制方面，状态机更有其巨大的优势。6、高可靠性。5.1状态机设计相关语句5.1.3状态机结构1.说明部分ARCHITECTURE...ISTYPEFSM_STIS(s0，s1，s2，s3);SIGNALcurrent_state,next_state:FSM_ST;...5.1状态机设计相关语句5.1.3状态机结构2.主控时序进程图5-1一般状态机结构框图5.1状态机设计相关语句5.1.3状态机结构3.主控组合进程4.辅助进程【例5-1】LIBRA

4、RYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITYs_machineISPORT(clk,reset:INSTD_LOGIC;state_inputs:INSTD_LOGIC_VECTOR(0TO1);comb_outputs:OUTINTEGERRANGE0TO15);ENDs_machine;ARCHITECTUREbehvOFs_machineISTYPEFSM_STIS(s0,s1,s2,s3);--数据类型定义，状态符号化SIGNALcurrent_state,next_state:FSM_ST;-

5、-将现态和次态定义为新的数据类型BEGINREG:PROCESS(reset,clk)--主控时序进程BEGINIFreset='1'THENcurrent_state<=s0;--检测异步复位信号ELSIFclk='1'ANDclk'EVENTTHENcurrent_state<=next_state;ENDIF;ENDPROCESS;COM:PROCESS(current_state,state_Inputs)--主控组合进程（接下页）BEGINCASEcurrent_stateISWHENs0=>comb_outputs<=5;IF

6、state_inputs="00"THENnext_state<=s0;ELSEnext_state<=s1;ENDIF;WHENs1=>comb_outputs<=8;IFstate_inputs="00"THENnext_state<=s1;ELSEnext_state<=s2;ENDIF;WHENs2=>comb_outputs<=12;IFstate_inputs="11"THENnext_state<=s0;ELSEnext_state<=s3;ENDIF;WHENs3=>comb_outputs<=14;IFstate_inp

7、uts="11"THENnext_state<=s3;ELSEnext_state<=s0;ENDIF;ENDcase;ENDPROCESS;ENDbehv;5.1状态机设计相关语句5.1.3状态机结构图5-2例5-1状态机的工作时序5.2Moore状态机5.2.1多进程状态机图5-3ADC0809工作时序5.2Moore状态机5.2.1多进程状态机图5-4控制ADC0809采样状态图5.2Moore状态机5.2.1多进程状态机图5-5采样状态机结构框图【例5-2】LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.AL

8、L;ENTITYADCINTISPORT(D:INSTD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0);--来自0809转换好的8位数据CLK:INSTD_LOGIC;--状态机工作时钟EOC