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EDA技术实用教程
第9章
有限状态机设计
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设计实例
在时分通信系统中，设计一个巴克码识别器，当串行数据流中出现1110010（七位巴克码）时，输出识别信号，保证时分通信系统中的帧同步。
设计要求
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状态分析：
根据设计要求，电路输入端S_IN输入为随机串行数据流，七位巴克码组为1110010，为此可以选择S0，S1，S2，S3，S4，S5，S6共七个状态。当电路处于状态S6时如果接收到的数据流出现一个‘0’时状态转向S0，同时FD输出为‘1’，通信系统同步单元通过信号FD提取帧同步信号 。
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原始状态图
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现态
次态/输出
输入
0
1
S0
S0/0
S1/0
S1
S0/0
S2/0
S2
S0/0
S3/0
S3
S4/0
S3/0
S4
S5/0
S1/0
S5
S0/0
S6/0
S6
S7/1
S2/0
S7
S0/0
S1/0
原始状态表：
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简化后状态表：
现态
次态/输出
输入
0
1
S0
S0/0
S1/0
S1
S0/0
S2/0
S2
S0/0
S3/0
S3
S4/0
S3/0
S4
S5/0
S1/0
S5
S0/0
S6/0
S6
S0/1
S2/0
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简化后状态图
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程序代码：
LIBRARY IEEE;
USE ;
ENTITY CHK2 IS
PORT(CLK, RESET: IN STD_LOGIC;
S_IN: IN STD_LOGIC;
FD: OUT STD_LOGIC);
END CHK2;
ARCHITECTURE a OF CHK2 IS
TYPE STATE_TYPE IS (S0, S1, S2,S3,S4,S5,S6);
SIGNAL state: STATE_TYPE;
BEGIN
PROCESS (CLK,RESET)
BEGIN
IF RESET= '1' THEN state <= S0;
ELSIF CLK'EVENT AND CLK = '1' THEN
CASE state IS
WHEN S0 =>FD <='0';
IF S_IN='1' THEN state <= S1;ELSE STATE <= S0;
END IF;
WHEN S1 =>FD<='0';
IF S_IN='1' THEN state <=S2;ELSE STATE <=S0;
END IF; 接下页
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接上页 WHEN S2 =>FD <='0';
IF S_IN='1' THEN state <=S3;ELSE STATE <= S0;
END IF;
WHEN S3 =>FD <='0';
IF S_IN='0' THEN state <=S4;ELSE STATE <= S3;
END IF;
WHEN S4 =>FD <='0';
IF S_IN='0' THEN state <=S5;ELSE STATE <= S1;
END IF;
WHEN S5 =>FD <='0';
IF S_IN='1' THEN state <=S6;ELSE STATE <= S0;
END IF;
WHEN S6 =>
IF S_IN='0' THEN state <=S0;FD <='1';
ELSE STATE <= S2;
END IF;
END CASE;
END IF;
END PROCESS;
END a;
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一般有限状态机的设计
用户自定义数据类型定义语句
TYPE语句用法如下：
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 ;
以下列出了两种不同的定义方式：
TYPE st1 IS ARRAY ( 0 TO 15 ) OF STD_LOGIC ;
TYPE w