fpga 中的状态机

FPGA（Field-Programmable Gate Array）是一种可编程逻辑器件，它可以用于构建定制化的数字电路，包括状态机。状态机在FPGA设计中扮演着核心角色，它是一个按照预定义规则自动改变状态的逻辑模块，常用于处理事件驱动的应用，如通信协议、定时器、数据解析等。

在FPGA中，状态机通常由以下几个部分组成：

1. **状态变量**：表示机器的不同状态，每个状态代表特定的行为阶段。
2. **输入信号**：外部触发或控制状态转移的信号。
3. **组合逻辑**：基于当前状态和输入计算出下一次的状态转换。
4. **状态转移表**或**有限状态机图**（FSM Graph）：定义了从一个状态到另一个状态的条件和动作。
5. **组合逻辑块**：负责计算新状态，可能包含算术、逻辑运算或其他功能块。

通过配置FPGA的查找表（LUTs），用户可以灵活地定义状态机的各个部分，使得状态机能够适应不同的应用场景需求。使用硬件描述语言（HDL），如Verilog或VHDL，可以在FPGA工具软件中描述并实现这个状态机。