[转载].怎样在有限状态机中延时

原文地址 http://www.cnblogs.com/yuphone/archive/2010/05/12/1733867.html#

感谢亚锋前辈的精彩文章.

本文借一小例，来示范在FSM中如何延时。

案例

（1）fsm_with_delay_demo.v

001 module fsm_with_delay_demo(

002 input CLOCK_50,

003 input RST_N,

004

005 output reg LED

006 );

007

008 //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

009 // 定时器1 开始

010 // 时长：1秒

011 //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

012 parameter TIMER1_VAL = 50_000_000; // 50M/50M = 1s

013

014 reg timer1_enable;

015 reg [25:0] timer1_cnt;

016 wire timer1_done;

017

018 always @(posedge CLOCK_50)

019 if (~timer1_enable)

020 timer1_cnt <= 0;

021 else if (~timer1_done)

022 timer1_cnt <= timer1_cnt + 1'b1;

023

024 assign timer1_done = (timer1_cnt == TIMER1_VAL - 1);

025 //--------------------------------------

026 // 定时器1 结束

027 //--------------------------------------

028

029

030 //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

031 // 定时器2 开始

032 // 时长：4秒

033 //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

034 parameter TIMER2_VAL = 200_000_000; // 200M/50M = 4s

035

036 reg timer2_enable;

037 reg [27:0] timer2_cnt;

038 wire timer2_done;

039

040 always @(posedge CLOCK_50)

041 if (~timer2_enable)

042 timer2_cnt <= 0;

043 else if (~timer2_done)

044 timer2_cnt <= timer2_cnt + 1'b1;

045

046 assign timer2_done = (timer2_cnt == TIMER2_VAL - 1);

047 //--------------------------------------

048 // 定时器2 结束

049 //--------------------------------------

050

051

052 //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

053 // 状态机部分开始

054 //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

055 parameter S0 = 0;

056 parameter S1 = 1;

057

058

059 reg [5:0] current_state, next_state; // 现态、次态

060

061 always @ (posedge CLOCK_50, negedge RST_N)

062 begin:fsm_always_block1

063 if (!RST_N)

064 current_state <= S1;

065 else

066 current_state <= next_state;

067 end

068

069 // 根据条件转移状态，并给出相应逻辑

070 always @ *

071 begin:fsm_always_block2

072 /* 用户变量初始化开始*/

073 LED = 1'b0;

074 /* 用户变量初始化结束*/

075

076 /* 清定时器使能开始 */

077 timer1_enable = 1'b0;

078 timer2_enable = 1'b0;

079 /* 清定时器使能结束 */

080 case (current_state)

081 S0 :

082 begin

083 timer1_enable = 1; // 使能定时器1

084

085 /* 用户代码开始*/

086 LED = 1'b0;

087 /* 用户代码结束*/

088

089 if (timer1_done /* && 用户条件 */)

090 next_state = S1;

091 else

092 next_state = S0;

093 end

094 S1 :

095 begin

096 timer2_enable = 1; // 使能定时器1

097

098 /* 用户代码开始*/

099 LED = 1'b1;

100 /* 用户代码结束*/

101

102 if (timer2_done /* && 用户条件 */)

103 next_state = S0;

104 else

105 next_state = S1;

106 end

107 endcase

108 end

109 //--------------------------------------

110 // 状态机部分结束

111 //--------------------------------------

112

113 endmodule

（2）QII综合的FSM

图1 QII综合的FSM

（3）实验现象

该例中，FSM有两个状态，S0持续1s，S1持续4s，然后循环交替。

假设案例中的LED是送1亮，送0灭，那么LED灭1秒亮4秒，如此循环交替。

分析

众所周知，FSM有三种写法：1个always块；两个always块；三个always块。其中1个always块的fsm，由于各种弊端，为大家所不齿。然而加入定时器这一动作在3个always块又不能很好地实现，于是退而求其次，使用2个always块的fsm。

这样一来，我们只需在第一个always块内实现现次态交替转变即可。在第二个always块内，根据状态迁移，来写各状态的逻辑。由于定时器的加入，而其使能又是reg变量，所以在初始化时，必须将使能清零，以免无法实现定时效果。在各状态中，如果只需持续一个clock，则无需使能定时器。倘若需要持续一段时间，使能定时器即可，然后等定时完毕，再转移状态；未定时完毕，则保持当前状态。至于其他的用户条件，可与定时完毕标志逻辑与在一起，以实现所需功能。

转载于:https://www.cnblogs.com/whut-xxxy/archive/2011/05/21/2052652.html

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