【文章內(nèi)容簡介】 ，用時鐘來同步狀態(tài)遷移和信號輸出 ,在電路上表現(xiàn)為先將輸出信號保存在觸發(fā)器中 ,當時鐘有效邊沿到來的時候輸出；或者在電路設(shè)計時 ,選用延遲時間較小的器件 ,且盡可能采用級數(shù)少的電路結(jié)構(gòu)。 對于第二種情況，需要重新調(diào)整狀態(tài)編碼。一般而言，編有順序編碼、OneHot編碼、格雷碼、隨機編碼等。如果 vhdl描述中沒有對各個狀態(tài)的編碼專門指定 ,模擬器和綜合器一般按照狀態(tài)的定義順序進行編碼。為了消除傳輸延遲造成的毛刺，理想的解決方法是使相鄰狀態(tài)間只有 1位信號改變，因此應該按照格雷碼制進行編碼。在某些情況 下，狀態(tài)編碼不能保證只有一位發(fā)生變化時，有2種編碼方法可以保證狀態(tài)機編碼仍然維持。位變化，第一種方法是一個狀態(tài)分配多個編碼；第二種方法是在狀態(tài)譯碼時采用分組譯碼，這樣就保證了狀態(tài)遷移時只有。位狀態(tài)線發(fā)生變化。 在同步電路中，一般情況下“毛刺”不會產(chǎn)生重大影響。因為“毛刺”僅發(fā)生在時鐘有效邊沿之后的一小段時間內(nèi)，只要在下一個時鐘有效邊沿到來之前“毛刺”消失即可。但當狀態(tài)機的輸出信號作為其他功能模塊的控制信號，例如作為異步控制、態(tài)使能控制或時鐘信號使用時，將會使受控模塊發(fā)生誤動作，造成系統(tǒng)工作混亂。因此，在這種 情況下必須通過改變設(shè)計消除毛刺。 消除狀態(tài)機輸出信號的“毛刺”一般可采用三種方案： (1)調(diào)整狀態(tài)編碼，使相鄰狀態(tài)間只有１位信號改變，從而消除競爭冒險的發(fā)生條件，避免了毛刺的產(chǎn)生。常采用的編碼方式為格雷碼。它適用于順序遷移的狀態(tài)機。 (2)在有限狀態(tài)機的基礎(chǔ)上采用時鐘同步信號，即把時鐘信號引入組合進程。 14 狀態(tài)機每一個輸出信號都經(jīng)過附加的輸出寄存器，并由時鐘信號同步，因而保證了輸出信號沒有毛刺 。 這種方法存在一些弊端：由于增加了輸出寄存器，硬件開銷增大，這對于一些寄存器資源較少的目標芯片是不利 的；從狀態(tài)機的狀態(tài)位到達輸出需要經(jīng)過兩級組合邏輯，這就限制了系統(tǒng)時鐘的最高工作頻率；由于時鐘信號將輸出加載到附加的寄存器上，所以在輸出端得到信號值的時間要比狀態(tài)的變化延時一個時鐘周期。 (3)直接把狀態(tài)機的狀態(tài)碼作為輸出信號，即采用狀態(tài)碼直接輸出型狀態(tài)機，使狀態(tài)和輸出信號一致，使得輸出譯碼電路被優(yōu)化掉了，因此不會出現(xiàn)競爭冒險。這種方案，占用芯片資源少，信號與狀態(tài)變化同步，因此速度快，是一種較優(yōu)方案。但在設(shè)計過程中對狀態(tài)編碼時可能增加狀態(tài)向量，出現(xiàn)多余狀態(tài)。雖然可用case語句中 whenothers來安排多余 狀態(tài)，但有時難以有效控制多余狀態(tài)，運行時可能會出現(xiàn)難以預料的情況。因此它適用于狀態(tài)機輸出信號較少的場合。 本次論文 設(shè)計的幾點體會 把握 整體跟細節(jié) 設(shè)計狀態(tài)機首先要有個系統(tǒng) 的把握，要從整體上去概述，畫出一個流程圖，然后根據(jù)流程圖才能一步一步的做下去。如果沒有一個大概的流程就很難著手做下去。 其次在流程圖中的每一步都是一個細節(jié)，有句話叫“細節(jié)決定成敗”， 在結(jié)構(gòu)圖、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、程序代碼、仿真等方面是都不能出錯 。 本次論文主要采用自頂而下的設(shè)計方法， 把一個 整體 劃分為幾個子模塊 ，然后對各個模塊依次進行設(shè)計， 劃分 的好壞，將直接影響到整個的系統(tǒng)開發(fā) 。因此要對認真對待整體與細節(jié)。 資料的重要性 查找資料也是一個漫長而具體的過程，單純從教科書上很難編寫出一篇完整的論文。找資料就花掉了近一周的時間，而看懂資料與篩選資料又是一個更加漫長的過程。論文中的大部分內(nèi)容都源于所查找的資料，如果沒有網(wǎng)上查找的資料就很難寫出一篇完整的論文。 常用工具軟件的 運用 以前總覺的對 word 軟件很熟悉，真正到了運用起來的時候，發(fā)現(xiàn)很多東西都很生硬，很陌生。尤其是在繪圖等方面根本是一竅不通。通過這次論文的寫作，加深對常用工具軟件的了解 ，同時也發(fā)現(xiàn)了自己的不足，在以后的學習生活中要繼續(xù)加強對常用軟件的學習與使用。 15 參考文獻： [1] 康華光 .電子技術(shù)基礎(chǔ) .數(shù)字部分（第四版） [M].北京：高等教育出版社， ， 428～457 [2] 潘松，黃繼業(yè) .EDA 技術(shù)實用教程（第二版） [M].北京：科學出版社， 2021， 1～ 29 [3] 劉力，胡博 .關(guān)于 VHDL 與 EDA[J].電大理工， ， 71～ 72 [4] 趙鑫，蔣亮，齊兆群，李曉凱 .VHDL 與數(shù)字電路設(shè)計 [M].北京：機械工業(yè)出版社， ，1～ 7 [5] 陳耀和 .VHDL 語言設(shè)計技術(shù) [M].北京：電子工業(yè)出版社， ， 7～ 8 [6] 萬莉莉 .Moore 型和 Mealy 型有限狀態(tài)機的 VHDL 設(shè)計 [J].科技信息， 1994， 220～ 222 [7] 曾繁泰，陳美金 .VHDL 程序設(shè)計（第二版） [M].北京：清華大學出版社， 254～ 277 [8] 劉瑞新 .VHDL語言與 FPGA設(shè)計 .基于 Protel DXP開發(fā)平臺 [M].北京：機械工業(yè)出版社， 318～ 334 [9] 朱小莉，陳迪平，王鎮(zhèn)道 .VHDL 設(shè)計 MOORE 型有限狀態(tài)機時速度問題的探討 [J].半導體技術(shù)， ， 48～ 51 [10] 吳蓉 .Moore型有限狀態(tài)機的 VHDL設(shè)計與資源利用研究 [J]. 蘭州鐵道學院學報， 90～ 93 16 Ground on Moore Type FSM’S VHDL Design Method Department of Physics and Electronic Information Science, Electronic Information Science and Technology Number of student： 05120216 Name： Sun Jia Fang Tutor: Hu Xiang Juan Abstract :The Electronic Design Automation(EDA) technology has bee an important design method of analog and digital circuit system as the integrated circuit’s growing. One important characteristic of the EDA is that the design documents should be pleted by the VHDL is one of the standard hardware description languages validated by IEEE， which was firstly introduced in it was widely used by electronic designer now. We firstly presenit some background information of EDA and VHDL in this thesis. The design of mealy type FSM,which more attention is fulfilled by the VHDL,is also be discussed. A practical example tests that the way is retional and general by piler and simulation of Max+plusⅡ .Finally the analyse of the designing result was introduced and my several experiences about the designing of mealy type FSM. Keywords:Electronic Design Automation(EDA)， VHDL， Mealy type， Finite State Machine (FSM) 17 致 謝 這次論 文的寫作是在我的導師胡湘娟老師的精心指導下完成的 。自始至終，胡老師在我的學習和生活上，都給了我巨大的幫助。感謝胡老師對我進行的悉心指導和嚴格要求。胡老師兢兢業(yè)業(yè)的工作精神、嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、踏實真誠的處事作風，都使我深受感動，這是我在現(xiàn)在和今后的工作中、學習中要努力學習的。衷心地感謝胡老師 !是您，教給了我如何治學和如何做人的道理 !感謝物電系的各位老師和同學在我大學學業(yè)中所給予的指導和鼓勵。感謝本班的同學，特別是本寢室的室友，他們給了我莫大的幫助和鼓舞，他們都提出了很多有益的建議和解決方法。這里，向你們表示我衷心的感謝和誠摯的祝愿 !同時，也向我的家人致以真心 的謝意 !他們在我的大學階段及整個人生中給予我的一切是無法用言語來表達的。最后，衷心感謝各位評閱老師 !感謝您們在百忙之中參與我的論文評閱工作。這里向幫助我的老師和同學表示深深的感謝，謝謝 ! 14 大學本科生畢業(yè)設(shè)計 （論文） 撰寫規(guī)范 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）是學生在畢業(yè)前提交的一份具有一定研究價值和實用價值的學術(shù)資料。它既是本科學生開始從事工程設(shè)計、科學實驗和科學研究的初步嘗試，也是學生在教師的指導下，對所進行研究的適當表述，還是學生畢業(yè)及學位資格認定的重要依據(jù)。畢業(yè)論文撰寫是本科生培養(yǎng)過程中的基本訓練環(huán)節(jié) 之一，應符合國家及各專業(yè)部門制定的有關(guān)標準，符合漢語語法規(guī)范。指導教師應加強指導，嚴格把關(guān)。 論文結(jié)構(gòu)及要求 論文包括題目、中文摘要、外文摘要、目錄、正文、參考文獻、致謝和附錄等幾部分。 題目 論文題目應恰當、準確地反映論文的主要研究內(nèi)容。不應超過 25 字，原則上不得使用標點符號，不設(shè)副標題。 摘要與關(guān)鍵詞 摘要 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）的摘要均要求用中、英兩種文字給出，中文在前。 摘要應扼要敘述論文的研究目的、研究方法、研究內(nèi)容和主要結(jié)果或結(jié)論，文字要精煉，具有 一定的獨立性和完整性，摘要一般應在 300 字左右。摘要中不宜使用公式、圖表，不標注引用文獻編號，避免將摘要寫成目錄式的內(nèi)容介紹。 關(guān)鍵詞 關(guān)鍵詞是供檢索用的主題詞條，應采用能覆蓋論文主要內(nèi)容的通用技術(shù)詞條（參照相應的技術(shù)術(shù)語標準），一般列 3～ 5 個，按詞條的外延層次從大到小排列，應在摘要中出現(xiàn)。 目錄 目錄應獨立成頁，包括論文中全部章、節(jié)的標題及頁碼。 15 論文正文 論文正文包括緒論、論文主體及結(jié)論等部分。 緒論 緒論一般作為論文的首篇。緒論應說明選題的背景 、目的和意義，國內(nèi)外文獻綜述以及論文所要研究的主要內(nèi)容。 文管類論文的緒論是畢業(yè)論文的開頭部分，一般包括說明論文寫作的目的與意義，對所研究問題的認識以及提出問題。緒論只是文章的開頭，不必寫章號。 畢業(yè)設(shè)計（論文）緒論部分字數(shù)不多于全部論文字數(shù)的 1/4。 論文主體 論文主體是論文的主要部分，要求結(jié)構(gòu)合理，層次清楚，重點突出，文字簡練、通順。論文主體的內(nèi)容要求參照《大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定》第五章。 論文主體各章后應有一節(jié)“本章小結(jié)”。 結(jié)論 結(jié)論作為單獨一章 排列，但不加章號。 結(jié)論是對整個論文主要成果的歸納，要突出設(shè)計（論文）的創(chuàng)新點，以簡練的文字對論文的主要工作進行評價，一般為 400～ 1 000 字。 參考文獻 參考文獻是論文不可缺少的組成部分，它反映了論文的取材來源和廣博程度。論文中要注重引用近期發(fā)表的與論文工作直接有關(guān)的學術(shù)期刊類文獻。對理工類論文，參考文獻數(shù)量一般應在 15 篇以上，其中學術(shù)期刊類文獻不少于 8 篇，外文文獻不少于 3 篇；對文科類、管理類論文，參考文獻數(shù)量一般為 10～ 20 篇，其中學術(shù)期刊類文獻不少于 8 篇，外文文獻不少于 3 篇。 在 論文正文中必須有參考文獻的編號，參考文獻的序號應按在正文中出現(xiàn)的順序排列。 產(chǎn)品說明書、各類標準、各種報紙上刊登的文章及未公開發(fā)表的研究報告（著名的內(nèi)部報告如 PB、 AD 報告及著名大公司的企業(yè)技術(shù)報告等除外）不宜做為參考文獻引用。但對于工程設(shè)計類論文，各種標準、規(guī)范和手冊可作為參考文獻。 引用網(wǎng)上參考文獻時，應注明該文獻的準確網(wǎng)頁地址，網(wǎng)上參考文獻不包含在上述規(guī)定的文獻數(shù)量之內(nèi)。 16 致謝 對導師和給予指導或協(xié)助完成論文工作的組織和個人表示感謝。內(nèi)容應簡潔明了、實事求是，避免俗套。 附錄 如 開題報告 、文獻綜述、外文譯文及外文文獻復印件、公式的推導、程序流程圖、圖紙、數(shù)據(jù)表格等有些不宜放在正文中，但有參考價值的內(nèi)容可編入論文的附錄中。 論文書寫規(guī)定 論文正文字數(shù) 理工類 論文正文字數(shù)不少于 20 000 字。 文管類 論文正文字數(shù) 12 000－ 20 000 字。其中漢語言文學專業(yè)不少于 7 000 字。 外語類 論文正文字數(shù) 8 000－ 10 000 個外文單詞。 藝術(shù)類 論文正文字數(shù) 3 000～ 5 000 字。 論文書寫 本科生畢 業(yè)論文用 B5 紙 計算機排版、編輯與雙面打印 輸出 。 論文版面 設(shè)置為：畢業(yè)論文 B5 紙 、 縱向、 為 橫