快速入门数字芯片设计，UCSD ECE111（四）深入理解状态机
首先，文章回顾了状态机的概念。作者认为状态机与人类思维相似，软件执行也可视为一种状态机。将任务划分为不同状态，并定义状态间的转换逻辑和每个状态的功能，可以实现大多数典型算法。然而，基于状态机的实现并不总是最佳选择，因为它未能充分利用硬件并行的特点，可能导致并行度不高和吞吐量不足。尽管如此，对于初学者来说，掌握状态机在实现控制逻辑方面至关重要。
接着，文章回顾了状态机的电路图，指出状态机电路由三部分组成。
文章提到摩尔型状态机（输出与输入无关，仅取决于当前状态）是设计时首选，避免使用mealy型状态机。原因在于，state信号变量由寄存器输出，计算输出逻辑时具有良好时序。若采用输入和状态共同计算，可能会出现时序问题，甚至产生毛刺。因此，建议按照摩尔型状态机的设计进行。
然后，文章介绍了一个典型的状态机代码实现，给出的是二段式状态机。作者提到将计算下一逻辑状态和寄存逻辑状态放在同一个always块中，个人并不喜欢这种风格。他更倾向于采用三段式状态机，即两个always块，显式区分当前状态和下一状态，这样做的好处是代码可控。
文章还介绍了代码与电路图的对应关系，并说明了如何将所有逻辑写入一个always块。此外，还给出了一个复杂点的例子，解释了如何使用状态机实现斐波那契数列。
作者以斐波那契数列为例，解释了状态机的应用。文章说明了如何使用三个寄存器实现状态机，以及代码实现的分析思路。最后，文章提出一个作业，要求读者只用两个状态甚至一个状态实现斐波那契数列功能。
文章最后介绍了testbench的概念和作用，以及如何使用testbench检测运算结果是否正确。作者建议使用Python或MATLAB等语言辅助验证，并通过比对 golden model 和 testbench 的输出结果来判断是否通过。此外，文章还提到了TerosHDL工具，它可以方便地生成testbench。
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桃源县19113327537： 如何入门FPGA设计,这么着手? - ？
枞潘佑苏： 找块板子,找本非常详细的实验流程,做几个实验,ISE的或者Quartus II的,熟悉了开发流程就去学verilog HDL 吧
桃源县19113327537： 初学者去做IC芯片设计数字后端,入门难么,要学习哪些啊? - ？
枞潘佑苏： 对于数字后端设计来说,涉及到知识点较多,学习的东西也较多,在每个设计阶段需要面对不同的问题,需要设计者全局的去考虑,floorplan需要如何考量,后续的place,CTs,ROUTE又需要注意哪些.同时设计中遇到的一些timing问题要如何去修复,遇到的一些EM问题如何修复和避免,power是否足够健壮等等一系列的问题,初学者建议关注 数字后端设计入门(主要是一些资料很好找到),先从基本的学起,后续的成长了之后,可以 关注一些更高级的作者进行学习,慢慢学
桃源县19113327537： 如何零基础学习PCB? - ？
枞潘佑苏： 现在的设计都是参考设计的,不需要自己设计太多东西.现在都是数字电路,只要知道使用什么芯片,然后查收芯片数据手册,就可以参考设计电路了.再找些现成的原理图和PCB图,多看多画.
桃源县19113327537： FPGA 和ARM入门 - ？
枞潘佑苏： 你惨了,哈哈.数字电路和verilog HDL夏老师的那本 ARM不需要学单片机,直接学ARM吧,也不知道你要学ARM几 ARM7就周立功的LPC21XX上 ARM9~~就买个开发板学习QT编程吧.ARM9上位机程序我没做过.书很多,你一个人两个都来肯定不行.建议要么做FPGA,要么做ARM. 补充回答:数字电子,模拟电子,主要是先学数字电子,然后看芯片的技术手册,一般称之为datasheet 模拟电子到是不是那么必要,但是也还算重要的吧,毕竟数电模电是一家的,模拟电子大致学一点,了解了解就好了.数字电子那本书必须学通的.单片机,建议你还是看一下吧,不然有些概念你不直到.我们机械的转方向差的知识就是多
桃源县19113327537： FPGA怎么入门? - ？
枞潘佑苏： 先学好数电,再攻克Verilog语言,要明白它是硬件描述语言而非设计语言!!!
桃源县19113327537： DSP芯片入门, 该怎么学习? - ？
枞潘佑苏： 入门:建议买个简单的开发板,5000系列就可以,不是很贵.和51,PIC单片机的区别在于DSP在数字处理上面的优势----速度强劲!!!编程语言基本上都是用C语言,便于移植和阅读交流.FPGA和CPLD本质上就是个可编程的芯片,是需要用既定的硬件语言(如VHDL,verilog)来打通其中的门电路.逻辑芯片和DSP根本上是不同的.一定要分清楚这几种芯片的概念. DSP分类:2000系列精于控制,5000系列工于音频和FFT分析,6000系列用于图像和视频的处理.
桃源县19113327537： 本人想学数字IC设计,问下需要学什么软件?顺便麻烦推荐基本入门的书 谢谢了？
枞潘佑苏： 看你做什么了吖,你做FPGA、CPLD等,还是做ASIC? 只是使用可编程逻辑器件的话,建议使用配套的软件,例如Altera的FPGA请用Quartus软件. 如果你要流片,做定制IC,那一般的话,个人自学是学不了的,需要Mentor ModelSim,Synopsys Design Compiler,Synopsys Astro等软件,而且上述软件通常运行在UNIX系统下.
桃源县19113327537： 如何开始学习用fpga进行图像处理 - ？
枞潘佑苏： 从最基本的开始,按顺序往下依次学习并掌握:1. 数字电路基础.做FPGA一定要有数字硬件的概念.FPGA是硬件设计,而不是软件设计,首先要有这个概念2. 硬件描述语言,Verilog或VHDL,推荐Verilog3. 主流厂家的芯片底层结构,如Logic Cell、DSP Block、时钟、IO单元等4. EDA工具的使用,如主流厂家的集成编译环境(Quartus II、Vivado等)、仿真软件(ModelSim等)的使用5. 数字信号处理,图像处理中可能用到各种数字信号处理算法 欢迎补充.
桃源县19113327537： 数字IC设计看什么书好 - ？
枞潘佑苏： 肯定有用啊,最好看国外的经典教材~~~~ 电子工业的书很多,其实看看北航 夏宇闻老师的书也可以,入门么....剩下,我觉得,有个板子,边做实验边学,效果更好~~~~
