（1）fsm_with_delay_demo.v
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module fsm_with_delay_demo( input CLOCK_50, input RST_N, output reg LED);//++++++++++++++++++++++++++++++++++++++// 定时器1 开始// 时长：1秒//++++++++++++++++++++++++++++++++++++++parameter TIMER1_VAL = 50_000_000; // 50M/50M = 1sreg timer1_enable;reg [25:0] timer1_cnt;wire timer1_done;always @(posedge CLOCK_50) if (~timer1_enable) timer1_cnt <= 0; else if (~timer1_done) timer1_cnt <= timer1_cnt + 1'b1; assign timer1_done = (timer1_cnt == TIMER1_VAL - 1);//--------------------------------------// 定时器1 结束//--------------------------------------//++++++++++++++++++++++++++++++++++++++// 定时器2 开始// 时长：4秒//++++++++++++++++++++++++++++++++++++++parameter TIMER2_VAL = 200_000_000; // 200M/50M = 4sreg timer2_enable;reg [27:0] timer2_cnt;wire timer2_done;always @(posedge CLOCK_50) if (~timer2_enable) timer2_cnt <= 0; else if (~timer2_done) timer2_cnt <= timer2_cnt + 1'b1; assign timer2_done = (timer2_cnt == TIMER2_VAL - 1);//--------------------------------------// 定时器2 结束//--------------------------------------//++++++++++++++++++++++++++++++++++++++// 状态机部分 开始//++++++++++++++++++++++++++++++++++++++parameter S0 = 0;parameter S1 = 1;reg [5:0] current_state, next_state; // 现态、次态always @ (posedge CLOCK_50, negedge RST_N)begin:fsm_always_block1 if (!RST_N) current_state <= S1; else current_state <= next_state;end// 根据条件转移状态，并给出相应逻辑always @ *begin:fsm_always_block2 /* 用户变量初始化 开始*/ LED = 1'b0; /* 用户变量初始化 结束*/ /* 清定时器使能 开始 */ timer1_enable = 1'b0; timer2_enable = 1'b0; /* 清定时器使能 结束 */ case (current_state) S0 : begin timer1_enable = 1; // 使能定时器1 /* 用户代码 开始*/ LED = 1'b0; /* 用户代码 结束*/ if (timer1_done /* && 用户条件 */) next_state = S1; else next_state = S0; end S1 : begin timer2_enable = 1; // 使能定时器1 /* 用户代码 开始*/ LED = 1'b1; /* 用户代码 结束*/ if (timer2_done /* && 用户条件 */) next_state = S0; else next_state = S1; end endcaseend//--------------------------------------// 状态机部分 结束//--------------------------------------endmodule |
（2）QII综合的FSM
图1 QII综合的FSM
（3）实验现象
该例中，FSM有两个状态，S0持续1s，S1持续4s，然后循环交替。
假设案例中的LED是送1亮，送0灭，那么LED灭1秒亮4秒，如此循环交替。
分析
众所周知，FSM有三种写法：1个always块；两个always块；三个always块。其中1个always块的fsm，由于各种弊端，为大家所不齿。然而加入定时器这一动作在3个always块又不能很好地实现，于是退而求其次，使用2个always块的fsm。
这样一来，我们只需在第一个always块内实现现次态交替转变即可。在第二个always块内，根据状态迁移，来写各状态的逻辑。由于定时器的加入，而其使能又是reg变量，所以在初始化时，必须将使能清零，以免无法实现定时效果。在各状态中，如果只需持续一个clock，则无需使能定时器。倘若需要持续一段时间，使能定时器即可，然后等定时完毕，再转移状态；未定时完毕，则保持当前状态。至于其他的用户条件，可与定时完毕标志逻辑与在一起，以实现所需功能。
声明：飞原创，自己遇到类似的问题，查找资料时看到的，因此放在这里。
