[FPGA求助]状态机（quartus II生成）的always0和!always0是什么条件
本帖最后由 泼墨染笛香 于 2025-1-8 20:57 编辑问题1：生成的状态机表格中always0和!always0是什么条件?
前几个源状态的跳转条件都是两个输入变量pi_money_half和pi_money_one的组合。
那么源状态TWO跳转的条件always0和!always0也应该是它俩的组合吧？分别对应什么？
问题2：为什么下面两组代码生成的结果不一样？其中pi_money = {pi_money_one, pi_money_half};
代码见下方（可在quartus II中编译后查看"Analysis & Synthesis"-"Netlist Viewers"-"State Machine Viewer"）
`timescale 1ns/1ns
module complex_fsm
(
input wire sys_clk , //系统时钟50MHz
input wire sys_rst_n , //全局复位
input wire pi_money_one , //投币1元
input wire pi_money_half //投币0.5元
);
//只有五种状态，使用独热码
parameter IDLE = 5'b00001;
parameter HALF = 5'b00010;
parameter ONE = 5'b00100;
parameter ONE_HALF = 5'b01000;
parameter TWO = 5'b10000;
reg state;
wire pi_money;
assign pi_money = {pi_money_one, pi_money_half};
always@(posedge sys_clk or negedge sys_rst_n)
if(sys_rst_n == 1'b0)
state <= IDLE; //任何情况下只要按复位就回到初始状态
else case(state)
IDLE :if(pi_money == 2'b01)
state <= HALF;
else if(pi_money == 2'b10)
state <= ONE;
else
state <= IDLE;
HALF :if(pi_money == 2'b01)
state <= ONE;
else if(pi_money == 2'b10)
state <= ONE_HALF;
else
state <= HALF;
ONE :if(pi_money == 2'b01)
state <= ONE_HALF;
else if(pi_money == 2'b10)
state <= TWO;
else
state <= ONE;
ONE_HALF:if(pi_money == 2'b01)
state <= TWO;
else if(pi_money == 2'b10)
state <= IDLE;
else
state <= ONE_HALF;
//情况1 合理
// TWO :if((pi_money == 2'b01))
// state <= IDLE; //01
// else
// state <= TWO; //x0 11
//情况2 合理
// TWO :if((pi_money == 2'b10))
// state <= IDLE; //10
// else
// state <= TWO; //x0 11
//情况3.1 不懂
TWO :if((pi_money == 2'b01) || (pi_money == 2'b10))
state <= IDLE; //always0。不该是10 01？
else
state <= TWO; //!always0。不该是00 11？
//情况3.2。3.2和3.1不等价？生成状态机表格与3.1不同。不懂。
// TWO :if((pi_money == 2'b01) || (pi_money == 2'b10))
// state <= IDLE; //01 10
// else if((pi_money == 2'b00) || (pi_money == 2'b11))
// state <= TWO; //00 11
default : state <= IDLE;//跳转到编码的状态之外也回到初始状态
endcase
endmodule
问题1：生成的状态机表格中always0和!always0是什么条件?
在Quartus II生成的状态机中，`always0`表示在该条件下不会发生状态转移，基本上是一个永远为假的条件。`!always0`则表示该转移条件始终为真，也就是说，只要到达该状态就必然发生状态转移。
对于源状态`TWO`的跳转条件，如果你看到`always0`，表示不可能单独依靠`pi_money_half`或`pi_money_one`的特定组合达成转移。相反，`!always0`表示不管条件如何，都会在该状态间进行转移。在表格中，这通常意味着所有可能的输入组合都会使状态机在从`TWO`转移，可以是由于输出条件已经满足，或者时钟信号触发了状态自动更新。
问题2：为什么下面两组代码生成的结果不一样？
从你的代码示例中看到，此处可能是关于`state`寄存器的声明和使用。如果生成结果不同，可能的原因在于：
1. **状态变量数据类型**：不同的数据类型（如`reg`和`wire`）在编译时可能产生不同的综合结果。
2. **状态值的定义方式**：在不同版本或不同写法下，状态值可能被解释为不同的结果。确保所有状态被正确初始化和更新。
3. **输入信号的处理**：观察`pi_money`的组合是否被正确逻辑处理，例如在`assign`语句中生成的`pi_money`变量是否能在不同状态下被正确解码。
请检查代码编写是否一致，尤其是在状态定义、状态转换条件和输入处理逻辑上保持一致性，以确保生成的硬件逻辑不会出现意料之外的差异。
以上回复来自 FishC AI 小助理，如未能正确解答您的问题，请继续追问。
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