基于VHDL的Mealy状态机设计精选.doc

基于VHDL的Mealy状态机设计 物理与电子信息科学系　 电子信息科学与技术专业 姓名：xxx 学号： 指导教师：XXX 摘 要: 伴随着集成电路(IC)技术的发展，电子设计自动化(EDA)逐渐成为重要的设计手段，已经广泛应用于模拟与数字电路系统等许多领域。EDA的一个重要特征就是使用硬件描述语言(HDL)来完成的设计文件，诞生于1982年的VHDL语言是经IEEE确认的标准硬件描述语言，在电子设计领域受到了广泛的接受。本文首先综述了EDA技术的发展概况，VHDL语言的的历史、开发步骤及其优点；着重介绍了使用EDA技术，用VHDL语言完成了Moore状态机的设计工作；通过开发工具Max+plusⅡ的编译和功能仿真，验证了方法的合理性和通用性；最后介绍了设计结果分析及状态机设计的几点体会。 关键词：EDA；VHDL；Mealy型；有限状态机  目　录 1.引言…………………………………………………………………（2） 2.EDA技术概述……………………………………………………（2） 2.1什么是EDA ………………………………………………………………（2） 2.2 EDA的发展………………………………………………………………（3） 3.硬件描述语言（HDL）……………………………………………（5） 3.1 VHDL语言简介…………………………………………………………（5） 3.2 VHDL语言的特点………………………………………………………（5） 4.MAX+PLUSⅡ软件………………………………………………（8） 4.1 MAX+PLUSⅡ简介………………………………………………（6） 4.2 MAX+PLUSⅡ的特点………………………………………………（7） 5.Mealy型状态机的VHDL设计 …………………………………（8） 5.1状态机的定义……………………………………………………………（8） 5.2状态机的分类……………………………………………………………（8） 5.3态机的设计步骤…………………………………………………………（9） 5.4Mealy状态机的设计………………………………………………………（9） 5.5 Mealy状态机优化………………………………………………………（12） 6.状态机设计的几点体会 …………………………………………（15） 6.1把握整体与细节…………………………………………………………（15） 6.2资料的重要性…………………………………………………………（15） 6.3常用工具软件的运用…………………………………………………（15） 参考文献 ……………………………………………………………（16） 致谢 …………………………………………………………………（18） 1、引言 20世纪末,电子技术得到了飞速发展,在其推动下,现代电子技术几乎渗透到了社会的各个领域,有力的推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高,同时也使现代电子产品性能进一步提高,产品更新换代的节奏也越来越快。 现代电子设计的核心是EDA（Electronic Design Automation）EDA工具软件平台上，对以硬件描述语言HDL（Hardware Description LangugeA技术是微电子技术和现代电子设计技术的结合，是这两个领域共同孕育的奇葩。EDA技术在硬件实现了方面融合了大规模集成电路制造技术、IC版图设计技术、ASIC测试和封装技术、FPGA/CPLD编程下载技术、自动测试技术等；在计算机辅助工程方面融合了计算机辅助设计（CAD）（CAM）（CAT）（CAE）EDA技术，通过MAX+PLUSⅡ软件对Mealy状态机进行设计，并对程序及仿真结果进行分析和概括。 2. EDA技术概述 2.1什么是EDA 在电子设计技术领域，可编程逻辑器件(如PLD，GALFPG/CPLD器件，就可以得到最后的设计结果。尽管目标系统是硬件，但整个设计和修改过程如同完成软件设计一样方便和高效。当然，这里的所谓EDA主要是指数字系统的自动化设计，因为这一领域的软硬件方面的技术已比较成熟，应用的普及程度也已比较大。而模拟电子系统的EDA正在进入实用，其初期的EDA工具不一定需要硬件描述语言。此外，从应用的广度和深度来说，由于电子信息领域的全面数字化，基于EDA的数字系统的设计技术具有更大的应用市场和更紧迫的需求性。 2.2 EDA的发展 EDA(Electronics Design Automation 电子设计自动化)技术伴随着半导体技术、集成技术和计算机技术的发展，经历了计算机辅助设CAD(Computer Assist Design)、计算机辅助工程设计CAE(Computer Ass