跟李凡老师学FPGA之D04：有限状态机设计（20160426课堂笔记）

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        如果HW=LW，50%的占空比，那么HW=LW=fin/(2fout)。
        现在我们要设计这样的一个电路逻辑。
        如果实现任意分频的电路，EDA的设计非常强调，就是Intellectual Property，就是可重用的代码。
        尽量地用可重用的代码，而不是自己再写一段。
        你需要分频器，就写一段分频器，你需要led的driver，就写一段led的driver。

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        那么，不仅效率低，面积浪费，而且更重要的是不稳定。
        现在这段逻辑我们是调试出来了，是稳定的。
        现在我们来写它的状态转移图。
        STG，用状态机设计的方法。
        数字电路告诉我们，就是讨论电路逻辑的规律，哪些事情先发生，哪些事情后发生，因果关系弄清楚即可。
        现代的状态转移图里面，一定有一件事是状态或者复位。
        复位是不是状态，我记得在数字电路那个年代有讨论。
        有些学者认为是，有些学者认为它不是。
        EDA基本上确认，复位一定是个状态，复位是个特殊的状态。
        这个节点就是状态，我们把状态名写上，是复位的状态，RST。

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        叫什么名字不重要。
        看得懂，不相同。
        然后呢，我们写它的NBD。
        NBD是一个分式，分子是节点名，节点名就是复位，分母是驱动。
        我们现在看看，驱动怎么做。
        在电路初始化，复位信号为真值的时候，负逻辑，应该是0，我们希望它输出什么信号呢？
        我们当然让它输出0了。
        Clk_out为低电平。
        其次，我们要考虑一件事实。
        就是，它必须要计数高电平的宽度和低电平的宽度。
        一定要有一个计数的功能。
        高3低2。
        我们还有2500呢，还有2.5k呢，它要一拍一拍数啊，你必须要一个计数啊，数的方式啊。
        所以说它内部必须要有一个count。

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        复位为真值的时候，输出清零，内部寄存器清零。
        描述出来了。
        之后指向第一个状态。
        置位以后，现代的STG，EDA的STG，状态转移图它说，所有的锋都要描述。
        虽然我们看到的有些锋是没有描述的，它是相对描述的，它是相对条件的、无驱动的描述。
        唯独不描述的，现在就是指复位，实际上是两个没有描述，就是状态转移图上不需要绘制出来的，全世界如此。
        第一是置位的这个锋，从复位到置位的这个锋，这个锋不用描述。
        其次呢就是在正常状态下面转复位的锋不描述。

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        都不用描述。
        但是我们看到工具上给我们显示出来。
        然后到s0做什么？
        我们知道要低电平2拍、高电平3拍地周而复始。
        从复位开始，复位的时候是低电平，是输出为0的，所以说我们先计数低电平的周期，比较合理。
        低电平是多少呢？
        是LW。
        所以说这个时候，我们做一个指向自己的转移，s0出发，指向自己。
        写它的EBD，我们讨论发生转移的时候做什么。

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        转移的时候，条件是什么呢？
        这个时候是count<LW-1，考虑到LW是从0开始计数的。
        这是它的条件，在低电平状态，我们指定在s0上输出低电平的时候，可以这么做。
        让它数低电平的周期。
        分母是什么呢？
        由于count是由状态机直接管理的，我们当然要让它计数了，让它数低电平的周期了。
        我们会执行对应的count=count+1的动作。
        我们C++的时候，直接写成++的符号，system verilog支持，verilog不支持。
        那么这样一拍一拍数下去，一定会数到有一拍，到达LW-1。

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        那么这个时候，我们让它指向下一个状态，指向s1。
        这个锋也要对它进行描述，这个锋的条件显然是这个锋的条件的相对。
        Count≥LW-1，相对的条件。
        分母是什么呢？
        分母是驱动。
        到了这个转移的时候我们做什么？
        就是到了这一拍，做什么事情，低电平数到了做什么事情。
        显然，低电平数到，clk_out的低电平结束啦，接着我们要让它抬高，让clk_out指向高电平。

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        其次，如果我们只有一个计数器，我们计数器数完了低电平，接着要数高电平了，要对它清零，从0开始数。
        现在到s1上，也是同样如此，s1进来的时候已经是高电平了，所以说我们接着要数高电平的周期。
        类似，写s1指向自己，count<HW-1，分母是同样如此，数的时候让它加一。
        那么这样的话，一定会数到HW-1，高电平一定会数到。
        数到了以后会怎么样呢？
        高电平结束，当然回到低电平，回到s0。

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        然后再描述这个锋，EBD。
        S1指向s0的这个锋。
        条件仍然是相对的条件。
        分式，分子是条件，相对的，上面是＜，下面就应该是≥HW-1。
        然后它的分母是驱动。
        到了这一拍做什么事情？
        当然，数到高电平就结束了，clk_out转向低电平，周而复始嘛。
        clk_out清零，同样高电平数完了以后，count接着清零。

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        这样呢，我们就完成了这张图。
        这张图，现代的EDA所提供的这张改进的制式的STG，有个好处。
        从图上我们就看得到，它是米利还是摩尔。
        这张图可不可以用CN，可不可以用ON？
        首先我们来看看，它是米利还是摩尔，有没有同学能够告诉我？
        米利是什么？
        米利就是输出和输入有关，摩尔就是输出与输入无关，至于状态有关。
        也就是说，我们在代码里面，我们写输出的时候，会引入输入。
        什么是输入呢？就是被引用的部分，被这个代码引用的部分。