关于Verilog FSM中Mealy型和Moore型状态机的时序区别

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关于Verilog FSM中Mealy型和Moore型状态机的时序区别

一、Moore型状态机和Mealy型状态机在定义上的区别

1：输出只和当前状态有关而与输入无关，则称为摩尔（Moore）状态机；

2：输出不仅和当前状态有关而且和输入有关，则称为米利（Mealy）状态机；

二、Moore型状态机和Mealy型状态机在定义上的区别

       以序列检测101为例（允许重叠检测）

1. 摩尔型状态机需要s0、s1、s2、s3四种状态，每次检测到101序列，则跳转到s3输qout=1，注意“需要等到下一次的有效边沿来临才会有输出”。
2. 米利型状态机则需要s0、s1、s2三种状态，每次检测到101序列，在最后一个1输入的时候就可以输出qout=1，注意“无需等到下一次有效边沿来临就会输出”。

     （这就是为什么mealy型状态机比moore型状态机少一个状态输出）

三、Moore型状态机三段式之第三段讨论。

       在网上看了很多作者的博客，发现，三段式状态机的第三段描述并不相同，有的使用时序描述，有的使用组合描述。

       下面以101序列检测器（允许重叠检测）讨论区别。

       如图是Moore型状态机的状态转换图：

       第三段采用时序描述或组合描述代码：

module FSM(clk,reset,din,qout);input clk,reset,din;output reg qout;parameter s0 = 2'b00, s1 = 2'b01, s2 = 2'b11, s3 = 2'b10;reg [1:0] ns,cs;always@(posedge clk or posedge reset) beginif(reset) cs <= s0;else cs <= ns;endalways@* beginns = s0;case(cs)s0: ns = din?s1:s0;s1: ns = din?s1:s2;s2: ns = din?s3:s0;s3: ns = din?s1:s2;default: ns = s0;endcaseend//always@(posedge clk or posedge reset) begin//	if(reset) qout <= 0;//	else begin//		 case(cs)//		 s0: qout <= 0;//		 s1: qout <= 0;//		 s2: qout <= 0;//		 s3: qout <= 1;//		 default: qout <= 0;//		 endcase//		 end//endalways@(*) begincase(cs)s0: qout <= 0;s1: qout <= 0;s2: qout <= 0;s3: qout <= 1;default: qout <= 0;endcaseend
endmodule

 仿真：

        结论：可以看出，组合描述的输出不需要等一个时钟边沿。时序描述需要等一个时钟边沿。导致时序描述的输出无法达到重叠检测的功能。