fpga 三段式 状态机

FPGA三段式状态机是一种常见的状态机实现方式，它将状态机分为三个部分：状态寄存器、组合逻辑和输出逻辑。其中，状态寄存器用于存储当前状态，组合逻辑用于根据输入信号和当前状态计算下一个状态，输出逻辑用于根据当前状态和输入信号计算输出信号。

在FPGA中，三段式状态机可以使用Verilog或VHDL等硬件描述语言进行实现。下面是一个简单的Verilog代码示例：

module fsm (
    input clk,
    input rst,
    input in,
    output reg out
);

enum {S0, S1, S2} state;

always @(posedge clk or posedge rst) begin
    if (rst) begin
        state <= S0;
        out <= 0;
    end else begin
        case (state)
            S0: begin
                if (in) begin
                    state <= S1;
                    out <= 1;
                end else begin
                    state <= S0;
                    out <= 0;
                end
            end
            S1: begin
                if (in) begin
                    state <= S2;
                    out <= 0;
                end else begin
                    state <= S1;
                    out <= 1;
                end
            end
            S2: begin
                if (in) begin
                    state <= S2;
                    out <= 1;
                end else begin
                    state <= S0;
                    out <= 0;
                end
            end
        endcase
    end
end

endmodule

在这个例子中，状态机有三个状态：S0、S1和S2。输入信号为in，输出信号为out。当输入信号为1时，状态机会从当前状态转移到下一个状态，并根据当前状态和输入信号计算输出信号。当输入信号为0时，状态机会回到初始状态S0，并将输出信号置为0。