vivado FSM Components
Vivado合成功能
•同步有限状态机(FSM)组件的特定推理能力。
•内置FSM编码策略,以适应您的优化目标。
•FSM提取默认启用。
•使用-fsm_extraction off可禁用fsm提取。
FSM描述
Vivado综合支持Moore和Mealy中的有限状态机(FSM)规范形式。FSM由以下部分组成:
•状态寄存器
•下一个状态功能
•输出功能
FSM图
下图显示了包含Mealy和Moore的FSM表示机器。

下图显示了一个包含三个进程的FSM图。

FSM寄存器
•指定Vivado合成的重置或通电状态,以识别有限状态机(FSM)或将FSM_ENCODING的值设置为“none”。
•状态寄存器可以异步或同步重置为特定状态。
注意:FSM使用同步重置逻辑而非异步重置逻辑。
自动状态编码
当FSM_ENCODING设置为“自动”时,Vivado合成会尝试选择最适合的给定FSM的编码方法。
一个热状态编码
一个热状态编码具有以下属性:
•是状态机的默认编码方案,最多32个状态。
•通常是优化速度或减少功耗的好选择。
•为每个FSM状态分配一个不同的代码位。
•实现状态寄存器,每个状态有一个触发器。
•在操作期间的给定时钟周期中,仅断言状态寄存器的一位。
•在两种状态之间的转换过程中,只有两位切换。
灰度编码
灰度编码具有以下属性:
•保证只有一位在两个连续状态之间切换。
•适用于无分支的长路径控制器。
•最大限度地减少危险和故障。
•可用于最大限度地减少功耗。
Johnson状态编码
当使用包含长路径且没有的状态机时,Johnson State编码是有益的分支(如在灰度编码中)。
顺序状态编码
顺序状态编码具有以下属性:
•识别长路径
•将连续的基数2代码应用于这些路径上的状态。
•最小化下一个状态方程。
FSM报告
Vivado合成在日志文件中标记INFO消息,提供有关有限状态的信息机器(FSM)组件及其编码。以下是消息示例:
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