【芯片设计- RTL 数字逻辑设计入门 11.1 -- 状态机实现 移位运算与乘法 1】
文章目录
- 移位运算与乘法
- 状态机简介
- SystemVerilog中的测试平台
- VCS 波形仿真
- 阻塞赋值和非阻塞赋值
- 有限状态机(FSM)与无限状态机的区别
本篇文章接着上篇文章【芯片设计- RTL 数字逻辑设计入门 11 – 移位运算与乘法】 继续介绍,这里使用状态机来实现。
移位运算与乘法
已知d为一个8位数,请在每个时钟周期分别输出该数乘1/3/7/8,并输出一个信号通知此时刻输入的d有效(d给出的信号的上升沿表示写入有效)


状态机简介
在Verilog中实现状态机通常包括三个主要部分:状态声明、状态转换和输出逻辑。状态机可以是"Moore"或"Mealy"类型,区别在于输出是仅由当前状态决定(Moore),还是由当前状态和输入决定(Mealy)。
以下是一个 错误的 Moore 状态机的 Verilog 代码示例:
module moore_state_machine( input clk, input rstn, output reg done );// 状态声明
localparam [1:0] S_IDLE = 2'b00, S_START = 2'b01, S_DONE = 2'b10;// 状态寄存器
reg [1:0] current_state, next_state;// 状态转换逻辑
always @(posedge clk or posedge reset) begin if (!rstn) begindone = 0; current_state <= S_IDLE; end else begin current_state <= next_state; end
end// 下一个状态和输出逻辑
always @(*) begin case (current_state) S_IDLE: begin if (start) begin next_state = S_START;end end S_START: begin // 执行一些操作... next_state = S_DONE; end S_DONE: begin done = 1'b1; next_state = S_IDLE; end default: next_state = S_IDLE; endcase
endendmodule
此外,还需要注意以下几点:
- 开始状态,这个状态通常都是做一些信号的初始化,然后再执行下一个状态;
- 结束状态,也就是最后一个状态,这时需要回到最开始的状态;
- default 的情况,通常都是回到开始状态。
SystemVerilog中的测试平台
以下是上述状态机的SystemVerilog测试平台(testbench)代码示例:
module tb_moore_state_machine; // 测试平台信号 reg clk, reset, done; // 实例化状态机模块 moore_state_machine uut( .clk(clk), .reset(reset), .done(done) ); // 时钟生成 always #5 clk = ~clk; // 测试序列 initial begin // 初始化信号 clk = 0; rstn = 0; #10; // 释放复位 reset = 1; #30; // 断言检查状态机是否正确完成 assert (done === 1'b1) else $error("状态机未正确完成。"); // 仿真结束 $finish;
end
endmodule
VCS 波形仿真

所以可以看出来仿真结果并不是预期中的,这里主要是由于什么问题导致的?答案是阻塞赋值与非阻塞赋值,接下来对它进行详细介绍。
阻塞赋值和非阻塞赋值
在 always 语句块中, Verilog 语言支持两种类型的赋值: 阻塞赋值和非阻塞赋值。 阻塞赋值使用
“=” 语句; 非阻塞赋值使用“<=” 语句。
阻塞赋值: 在一个“begin…end” 的多行赋值语句, 先执行当前行的赋值语句, 再执行下一行的赋值语句。
非阻塞赋值: 在一个“begin…end” 的多行赋值语句, 在同一时间内同时赋值。
beginc = a;d = c + a;
end
beginc <= a;d <= c + a;
end
上面两个例子中, 第1个例子是阻塞赋值, 程序会先执行第 1 行, 得到结果后再执行第 2 行。第2个例子是非阻塞赋值, 两行的赋值语句是同时执行的。
组合逻辑中应使用阻塞赋值“=” , 时序逻辑中应使用非阻塞赋值“<=” 。 可以将这个规则牢牢记住, 按照这一规则进行设计绝对不会发生错误。
对代码做了如下两处修改(将阻塞赋值修改wield非阻塞赋值,同时检测任意信号变化):

仿真波形图如下:

如果再将 “下一个状态和输出逻辑” 中的 always @(*) begin 修改为always @(posedge clk or posedge reset) begin 之后则会出现仿真失败,波形图如下:

不太清楚是什么原因导致的这个问题!!!
有限状态机(FSM)与无限状态机的区别
有限状态机(FSM):
- 有限状态机具有一个定义良好的状态集,这个集合是有限的。
- 通常包括状态、转换、输入和(可选的)输出。
- FSM可以是确定性的(每个状态和输入组合对应一个唯一的后继状态)也可以是非确定性的(一个状态和输入组合可以对应多个后继状态)。
- FSM广泛用于硬件设计、协议实现、解析器和其他工程应用。
无限状态机:
- 理论上,无限状态机拥有无限多个状态,但这在实际硬件设计中不是可行的,因为硬件资源是有限的。
- 在软件中,无限状态机可能通过数据结构和不断变化的状态信息来模拟无限状态的概念。
- 无限状态机通常是指在概念模型中可能具有无限状态的系统,如某些类型的自动机或计算模型。
在实际硬件设计中,我们通常处理的是有限状态机。无限状态机更多地是计算理论的一部分,用于研究计算能力和复杂性等问题。
相关文章:
【芯片设计- RTL 数字逻辑设计入门 11.1 -- 状态机实现 移位运算与乘法 1】
文章目录 移位运算与乘法状态机简介SystemVerilog中的测试平台VCS 波形仿真 阻塞赋值和非阻塞赋值有限状态机(FSM)与无限状态机的区别 本篇文章接着上篇文章【芯片设计- RTL 数字逻辑设计入门 11 – 移位运算与乘法】 继续介绍,这里使用状态机…...
MongoDB系列:管道操作:聚合阶段操作符(二)
MongoDB系列:管道操作:聚合阶段操作符(二) 聚合阶段操作符介绍 本节只编写了个人认为可能用到的操作符,详细更多的操作符以及使用注意事项请前往MongoDB官网。 $match 过滤匹配数据。 // 插入数据 db.orders.inse…...
C++ //练习 5.12 修改统计元音字母的程序,使其能统计以下含有两个字符的字符序列的数量:ff、fl和fi。
C Primer(第5版) 练习 5.12 练习 5.12 修改统计元音字母的程序,使其能统计以下含有两个字符的字符序列的数量:ff、fl和fi。 环境:Linux Ubuntu(云服务器) 工具:vim 代码块 /****…...
C语言-----自定义类型-----结构体枚举联合
结构体和数组一样,都是一群数据的集合,不同的是数组当中的数据是相同的类型,但是结构体中的数据类型可以不相同,结构体里的成员叫做成员变量 结构体类型是C语言里面的一种自定义类型,我们前面已经了解到过int,char,fl…...
elasticsearch下载及可视化工具下载使用
elasticsearch下载及配置、启动 一、下载 Download Elasticsearch | Elastic 二、启动 双击bat即可。 出现如下说明启动成功: 访问测试: 三、注意 (1)因为es启动默认端口是:9200,所以需要检查此端口是否被占用。…...
vim常用命令以及配置文件
layout: article title: “vim文本编译器” vim文本编辑器 有三种模式: 命令模式 文本模式, 末行模式 vim命令大全 - 知乎 (zhihu.com) 命令模式 插入 i: 切换到输入模式,在光标当前位置开始输入文本。 a: 进入插入模式,在光标下一个位置开始输入文…...
2024年的VUE2下的无效指令npm install --save vue-i18n
vue官网已经声明了不再维护vue2, vue-i18n安装依赖的时候就只接安装vue3的vue-i18, 直接报错: > npm install --save vue-i18n npm ERR! code ERESOLVE npm ERR! ERESOLVE unable to resolve dependency tree npm ERR! npm ERR! While resolving: yudao-ui-admin…...
计算机视觉主要知识点
计算机视觉是指利用计算机和算法来解析和理解图片和视频中的内容。这是一个跨学科领域,融合了计算机科学、图像处理、机器学习和模式识别等多方面的技术。以下是一些计算机视觉入门的基本知识点: 图像基础: 像素:图片的最基本组成…...
python 基础知识点(蓝桥杯python科目个人复习计划35)
今日复习计划:阶段总结(新年贺礼) 1.python简介(定义,优点,缺点,应用领域) python:一种广泛使用的解释型,高级和通用的编程语言 python极简,生…...
使用HTML、CSS和JavaScript来创建一个粒子效果,粒子会跟随鼠标点击位置生成
文章目录 一、粒子效果二、JavaScript三、HTML四、CSS五、热门文章 一、粒子效果 以下是一个简单的示例,使用HTML、CSS和JavaScript来创建一个粒子效果,粒子会跟随鼠标点击位置生成: <!DOCTYPE html> <html> <head><t…...
优质项目追踪平台一览:助力项目管理与监控
项目追踪平台是现代项目管理中不可或缺的工具,它可以帮助团队高效地跟踪和管理项目进度、任务和资源分配。在当今快节奏的商业环境中,有许多热门的项目追踪平台可供选择。 本文总结了当下热门的项目追踪平台,供您参考~ 1、Zoho Projects&…...
Docker下安装GitLab
极狐GitLab Docker 镜像 | 极狐GitLab 安装所需最小配置 内存至少4G 系统内核至少3.10以上 uname -r 命令可以查看系统内核版本 安装Docker 1.更新 yum源 yum update 2.安装依赖(如果在操作第三步的时候提示yum-config-manager 未找到命令 就安装下面依赖) yum instal…...
2024/2最新升级ChatGPT Plus的方法
2024年2月最新升级方法:ChatGPT Plus全方位体验指南 随着2024年2月的到来,ChatGPT Plus迎来了全新的升级。对于追求更高效率和更强大功能的用户来说,升级至ChatGPT Plus无疑是提升工作和学习体验的关键。在本指南中,我将一步一步…...
github和gitee
github GitHub是一个面向开源及私有软件项目的托管平台,因为只支持Git作为唯一的版本库格式进行托管,故名GitHub。 github可以给提交的代码打上标签,方便版本的迭代和回退,也是一个存储代码的仓库 github工作区 gitee是gitHub的…...
3秒实现无痛基于Stable Diffusion WebUI安装ComfyUI!无需重复安装环境!无需重复下载模型!安装教程
标题略有夸张的表达了接下来这一套确实很简单,相较于直接下载或者通过秋叶包更新而言。大大节省磁盘空间,和下载时间。 这篇教程不需要你有: 代码基础。都是复制粘贴就完事。魔法。 这篇教程默认你已经有: 1. 本地能够正常使用…...
【UE】游戏运行流程的简单理解
流程图 官方的游戏流程图: 一般顺序为初始化引擎、创建并初始化 GameInstance、加载关卡,最后开始游戏。 总的来说就是: 开始游戏-》游戏实例-》关卡-》游戏模式-》玩家控制器-》Pawn、玩家状态、HUD、UMG(可有可无) …...
【数据分析】Excel中的常用函数公式总结
目录 0 引用方式0.1 相对引用0.2 绝对引用0.3 混合引用0.4 3D引用0.5 命名引用 1 基础函数1.1 加法、减法、乘法和除法1.2 平均数1.3 求和1.4 最大值和最小值 2 文本函数2.1 合并单元格内容2.2 查找2.3 替换 3 逻辑函数3.1 IF函数3.2 AND和OR函数3.3 IFERROR函数 4 统计函数4.1…...
ESLint prettier 配置代码风格
环境同步: 1、ESlint,开启保存自动修复 配置文件 .eslintrc.cjs prettier 风格配置 https://prettier.io 使用单引号 不使用分号 每行宽度至多80字符 不加对象|数组最后逗号 换行符号不限制(win mac 不一致) vue组件名称…...
涤生大数据实战:基于Flink+ODPS历史累计计算项目分析与优化(上)
涤生大数据实战:基于FlinkODPS历史累计计算项目分析与优化(一) 1.前置知识 ODPS(Open Data Platform and Service)是阿里云自研的一体化大数据计算平台和数据仓库产品,在集团内部离线作为离线数据处理和存…...
jvm一级缓存
1、利用JVM缓存。脱离redis。 2、导包,springboot自带此包。如没有可以导:com.google.guava:guava:20.0的包。 3、直接上代码: package com.leo.cache;import com.alibaba.fastjson.JSONObject; import com.google.common.cache.Cache; im…...
使用docker在3台服务器上搭建基于redis 6.x的一主两从三台均是哨兵模式
一、环境及版本说明 如果服务器已经安装了docker,则忽略此步骤,如果没有安装,则可以按照一下方式安装: 1. 在线安装(有互联网环境): 请看我这篇文章 传送阵>> 点我查看 2. 离线安装(内网环境):请看我这篇文章 传送阵>> 点我查看 说明:假设每台服务器已…...
微信小程序之bind和catch
这两个呢,都是绑定事件用的,具体使用有些小区别。 官方文档: 事件冒泡处理不同 bind:绑定的事件会向上冒泡,即触发当前组件的事件后,还会继续触发父组件的相同事件。例如,有一个子视图绑定了b…...
51c自动驾驶~合集58
我自己的原文哦~ https://blog.51cto.com/whaosoft/13967107 #CCA-Attention 全局池化局部保留,CCA-Attention为LLM长文本建模带来突破性进展 琶洲实验室、华南理工大学联合推出关键上下文感知注意力机制(CCA-Attention),…...
FFmpeg 低延迟同屏方案
引言 在实时互动需求激增的当下,无论是在线教育中的师生同屏演示、远程办公的屏幕共享协作,还是游戏直播的画面实时传输,低延迟同屏已成为保障用户体验的核心指标。FFmpeg 作为一款功能强大的多媒体框架,凭借其灵活的编解码、数据…...
Linux云原生安全:零信任架构与机密计算
Linux云原生安全:零信任架构与机密计算 构建坚不可摧的云原生防御体系 引言:云原生安全的范式革命 随着云原生技术的普及,安全边界正在从传统的网络边界向工作负载内部转移。Gartner预测,到2025年,零信任架构将成为超…...
Linux-07 ubuntu 的 chrome 启动不了
文章目录 问题原因解决步骤一、卸载旧版chrome二、重新安装chorme三、启动不了,报错如下四、启动不了,解决如下 总结 问题原因 在应用中可以看到chrome,但是打不开(说明:原来的ubuntu系统出问题了,这个是备用的硬盘&a…...
12.找到字符串中所有字母异位词
🧠 题目解析 题目描述: 给定两个字符串 s 和 p,找出 s 中所有 p 的字母异位词的起始索引。 返回的答案以数组形式表示。 字母异位词定义: 若两个字符串包含的字符种类和出现次数完全相同,顺序无所谓,则互为…...
均衡后的SNRSINR
本文主要摘自参考文献中的前两篇,相关文献中经常会出现MIMO检测后的SINR不过一直没有找到相关数学推到过程,其中文献[1]中给出了相关原理在此仅做记录。 1. 系统模型 复信道模型 n t n_t nt 根发送天线, n r n_r nr 根接收天线的 MIMO 系…...
Pinocchio 库详解及其在足式机器人上的应用
Pinocchio 库详解及其在足式机器人上的应用 Pinocchio (Pinocchio is not only a nose) 是一个开源的 C 库,专门用于快速计算机器人模型的正向运动学、逆向运动学、雅可比矩阵、动力学和动力学导数。它主要关注效率和准确性,并提供了一个通用的框架&…...
Python ROS2【机器人中间件框架】 简介
销量过万TEEIS德国护膝夏天用薄款 优惠券冠生园 百花蜂蜜428g 挤压瓶纯蜂蜜巨奇严选 鞋子除臭剂360ml 多芬身体磨砂膏280g健70%-75%酒精消毒棉片湿巾1418cm 80片/袋3袋大包清洁食品用消毒 优惠券AIMORNY52朵红玫瑰永生香皂花同城配送非鲜花七夕情人节生日礼物送女友 热卖妙洁棉…...
