【摘要】：有限状态机及其设计技术是实用数字系统设计中的重要组成部分，是实现高效率高可靠逻辑控制的重要途径。尽管到目前为止，有限状态机的设计理论并没有增加多少新的内容，然而面对先进的EDA工具、日益发展的大规模集成电路技术和强大的VHDL等硬件描述语言，有限状态机在其具体的设计技术和实现方法上又有了许多新的内容。为了构造一个Mealy型有限状态机，仅需要将输出信号根据设计要求表示为现态和所有输入信号的函数即可。
3.3 用VHDL语言实现状态机设计
有限状态机及其设计技术是实用数字系统设计中的重要组成部分，是实现高效率高可靠逻辑控制的重要途径。尽管到目前为止，有限状态机的设计理论并没有增加多少新的内容，然而面对先进的EDA工具、日益发展的大规模集成电路技术和强大的VHDL等硬件描述语言，有限状态机在其具体的设计技术和实现方法上又有了许多新的内容。本节基于实用的目的，重点介绍用VHDL设计不同类型有限状态机的方法，同时考虑EDA工具和设计实现中许多必须重点关注的问题，如综合器优化、毛刺信号的克服、控制速度以及状态编码方式等方面的问题。
在实际的应用当中，有限状态机主要有两种类型：
（1）Moore型有限状态机：该有限状态机的输出信号仅与当前状态有关，即可以把Moore型有限状态机的输出看成是当前状态的函数。
（2）Mealy型有限状态机：该有限状态机的输出信号不仅与当前状态有关，还与所有的输入信号有关，即可以把Mealy有限状态机的输出看成是当前状态和所有输入信号的函数。可见，Mealy有限状态机要比Moore型有限状态机复杂一些。
这两种有限状态机的结构框图如图3－17所示。从图中可以看出，两种有限状态机在结构上的差别就在于：Moore型有限状态机的输出与输入信号无关，而Mealy型有限状态机的输出却与输入信号有关。由于两种有限状态机结构上的差别很小，所以它们在VHDL描述上的差别也很小。为了构造一个Mealy型有限状态机，仅需要将输出信号根据设计要求表示为现态和所有输入信号的函数即可。
图3－17 有限状态机的一般结构图
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