Verilog高级结构：隐式FSM教程详解

在Verilog语言中，隐式有限状态机是一种高级结构，它允许设计师以一种直观的方式组织和控制状态转换。模块"imp"展示了如何使用Verilog实现一个简单的隐式有限状态机。这个模块有两个主要部分：输出寄存器out、输入数据in、时钟clk和复位信号rst。 首先，模块中定义了一个名为seq_block的always块，它根据clk上升沿执行。初始状态下（rst为高），当rst为1时，out被赋值为0，然后解除对seq_block的关联，并禁用它以返回初始状态。接着，在时钟周期的正沿，如果datain为低电平，状态机进入状态1，此时输出为0，进一步禁用seq_block。在状态2中，当datain再次变为有效（即下一个时钟周期的正沿），out的值会被datain的内容更新。 隐式有限状态机在Verilog中是通过状态转移条件和行为来定义的，而不是显式地列出每个可能的状态和它们之间的转移。这种设计方法使得代码更加简洁，易于理解和维护。Verilog提供了任务(task)和函数(function)这两种结构，用于不同的目的。任务常用于行为描述和调试，可以包含时序控制，如#延迟和@，以及输入、输出参数，但不能包含无限循环（如forever）。函数则用于组合逻辑的描述，不包含时序控制，输入参数通过函数名返回结果。 在模块top中，有一个名为neg_clocks的任务，它接收一个计数器变量number_of_edges作为参数，通过repeat循环和negedgeclk触发器实现了定时的时钟翻转。任务调用时，输入参数的顺序应与任务说明中的顺序一致，以确保清晰的接口定义。 任务的使用需要注意以下几点： 1. 任务可以在模块内部调用，且参数传递遵循输入说明的顺序。 2. 任务中不能声明wire，所有的输入/输出都是局部寄存器。 3. 任务执行的结果只有在任务完成并返回后才能获取，如果任务内部有无限循环，会导致无法立即返回结果。 要禁用一个任务，可以使用关键字"disable"。在结构化设计中，使用任务和函数可以提高代码的模块性和可重用性，同时保持设计的清晰度和灵活性。 隐式有限状态机在Verilog中是一种强大的工具，它结合了任务和函数的特点，为实现复杂行为控制提供了灵活的框架。掌握这些高级结构对于编写高效、可读性强的Verilog设计至关重要。