FSM Mealy 机器序列检测器。如何使用多个触发器？

Question

现在我正在 Vivado 中做一个小项目，一个 Mealy FSM。该程序必须检测到一个 6 位序列 001011，并在检测到该序列时输出“1”。

关于序列检测的代码做的很好，但除此之外，它还必须使用三个触发器：JK、D和T。

关于如何添加它们有什么意见或建议吗？

感谢您的宝贵时间。

这是 FSM 代码：

library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.std_logic_arith.all;


entity sequence is
port(
    clk : in std_logic;
    reset : in std_logic;
    x: in std_logic;
    z : out std_logic;
    a : out std_logic;
    b : out std_logic;
    c : out std_logic;
    d : out std_logic;
    e : out std_logic;
    f : out std_logic);
end sequence;

architecture behavioral of sequence is


type state_type is (Q0, Q1, Q2, Q3, Q4, Q5);


signal state, next_state : state_type;

begin


state_register: process (clk, reset)
  begin
    if (reset = '1') then   --if reset is high, goto state Q0
       state <= Q0;
    elsif (clk'event and clk = '1') then    --if not, and rising 
       state <= next_state;                 --edge, go to next state
    end if;
end process;  


next_state_func: process (x, state)
begin 
  case state is 
      when Q0 =>
          if x = '0' then
             next_state <= Q1;
          else 
             next_state <= Q0;
          end if;
      when Q1 =>
           if x = '0' then
             next_state <= Q2;
           else
             next_state <= Q0;
           end if;
      when Q2 =>
           if x = '1' then
              next_state <= Q3;
           else 
              next_state <= Q2;
           end if;
      when Q3 =>
           if x ='0' then
              next_state <= Q4;
           else
              next_state <= Q0;
           end if;
      when Q4 =>
           if x = '1' then
              next_state <= Q5;
           else
              next_state <= Q2;
           end if;
      when Q5 =>
           if x = '1' then
              next_state <= Q0;
           else
              next_state <= Q1;                       
           end if;
      end case;
end process;

-- This process controls the output of the sequence detector.
-- Each state has it's own output along with 'z' which indicates
-- the entire sequence 001011 has been detected.
output_func:  process (x, state)
  begin
  case state is 
      when Q0 => z <= '0';
           a <= '1';
           b <= '0';
           c <= '0';
           d <= '0';
           e <= '0';
           f <= '0';
      when Q1 => z <= '0';
           a <= '0';
           b <= '1';
           c <= '0';
           d <= '0';
           e <= '0';
           f <= '0';
      when Q2 => z <= '0';
           a <= '0';
           b <= '0';
           c <= '1';
           d <= '0';
           e <= '0';
           f <= '0';
      when Q3 => z <= '0';
           a <= '0';
           b <= '0';
           c <= '0';
           d <= '1';
           e <= '0';
           f <= '0';
      when Q4 => z <= '0';
           a <= '0';
           b <= '0';
           c <= '0';
           d <= '0';
           e <= '1';
           f <= '0';
      when Q5 => z <= '1';
           a <= '0';
           b <= '0';
           c <= '0';
           d <= '0';
           e <= '0';
           f <= '1';
    end case;
  end process;

end behavioral;

[1]: https://i.stack.imgur.com/pVwxL.jpg - 这是包含 FSM 状态图 Table 的 table。

Answer 1

您的代码有误。看看output_func过程；这是组合的，只是解码当前状态，而不查看x。 a 到 f 输出不是必需的，只是当前状态的 6 位解码 - 为什么？ z 输出在当前状态为 Q5 时设置，这不是您想要的 - 整个过程是多余的。您需要在主 FSM 中设置 z，当当前状态为 Q5 时，和 x 为 1 - 即。在 next_state <= Q0 过渡期。

关于你的实际问题 - 你不能用这段代码强制选择任何特定的 F/F 类型 - 合成器会做任何它想做的事情，这意味着它将以 D 类型实现整个事情，因为 JKs 在过去 20 年里已经过时了。 T类型可能也是如此。你需要重新开始，假装你有技术，有T、D、JK的库。自己将它们编写为单独的实体，并重新编写代码以实例化这些组件，而不是让合成器推断它们。重写您的 FSM 以使用 JK——您提供的图表向您展示了如何操作。换句话说，导出每个 F/F 的 J 和 K 输入。 z 输出可以是 D 型。你应该能够在某个地方穿上 T 型——我把它留给你作为练习。

FSM Mealy 机器序列检测器。如何使用多个触发器？

FSM Mealy Machine Sequence Detector. How to use multiple flip flops?

vhdl

fsm

flip-flop