二、Verilog HDL描述状态机用FSM表示电路，可以快速描述出电路逻辑且FSM非常易读。方便快速、易读易理解的特点使FSM成为了数字电路设计人员把握复杂电路的有力武器。一种推荐的编写FSM的风格是用两个always块来描述：一个always块描述状态转移动作。一个always块描述状态转移逻辑和输出逻辑。针对状态转移图写出的Verilog代码，其编写核心
reg：常用于在always块中描述时序逻辑或组合逻辑，特别是在需要保持状态或进行状态转换时。wire：常用于描述组合逻辑，通过assign语句进行赋值，用于连接逻辑单元之间的信号传递。综上所述，reg和wire在Verilog中扮演着不同的角色，reg主要用于存储和保持状态，而wire则主要用于信号传递。理解这两者的区别对于正...
采用硬件描述语言对状态机进行描述：根据所画的状态图或状态表，采用硬件描述语言（如Verilog HDL）对状态机进行描述。这一步将状态机的设计转化为可实现的硬件电路或软件代码。在设计过程中，需要注意以下几点：状态机的状态个数不能太多，否则会增加设计的复杂性和实现难度。输出信号较多时，可采用输出逻...
在Verilog中，状态机编码方式的选择如下：二进制编码：适用场景：适用于状态连续变化的场景，或小型设计时。特点：编码简单，状态值连续变化，易于理解和实现。但在状态转换时可能产生多位变化，导致毛刺和功耗问题。格雷码编码：适用场景：适用于状态转换频繁且状态数较多的大型状态机，或在功耗和稳定性要求较...
在Verilog中，编码方式选择至关重要。常用编码包括二进制、格雷码及独热码。二进制和格雷码在压缩状态时发挥显著作用。格雷码相邻状态间仅一位变化，有效降低状态转换毛刺并节省功耗。二进制编码则为连续变化的码元值，适用于状态连续的场景。格雷码相邻码元间差异仅一位，如S0=3'b000, S1=3'b001, S2=3...
状态机主要分为Mealy机与Moore机两种。图1-1展示了这两种状态机的模型，显示了它们的差异。Moore机在状态转移时只改变一个比特位，这有助于降低功耗。推荐的编写风格是使用两个always块：一个用于描述状态转换动作，另一个用于描述状态转移逻辑与输出逻辑。图2-1提供了一个Moore机状态转移图的示例。通过...
状态转换逻辑根据当前状态和训练信号（train_valid和train_taken）来决定下一个状态。状态寄存器在时钟上升沿或异步复位时更新当前状态为下一个状态。这种基于Verilog的分支预测实现示例虽然简单，但已经包含了分支预测器的基本功能，如状态转换、状态寄存和状态输出等。实际的分支预测器可能会更加复杂，并包含...
四、Verilog HDL语言应用 Verilog HDL是一种用于描述数字和混合信号系统如集成电路和电路板的硬件描述语言。在设计序列信号检测器时，可以使用Verilog HDL来定义状态机、输入/输出端口以及状态转换逻辑等。通过编写Verilog代码，可以实现上述的“01101”序列检测器，以及其他任何指定的序列检测器。
在VCS工具中使用-realport选项，可以在Verilog-SPICE flow中实现e2r (electrical to real) 或 r2e (real to electrical)信号转换。接口组件自动插入准则 接口信号可以是单向的，即要么a2d，要么d2a 接口信号可以是双向的，即inout类型，仿真过程中可以在a2d和d2a两种状态间切换 接口信号方向由verilog...
优化复杂条件判断：当在一个always块中写很多内容时，可能会遇到复杂的条件判断，例如大量的elseif语句。为了优化这种情况，可以考虑使用状态机。状态机可以将复杂的条件判断转换为清晰的状态和状态转换条件，从而减少大量的elseif语句，使代码更加简洁和易于理解。注意触发方式：always块有两种触发方式：电平...
