matlab种状态机,使用ModelSim自动生成状态机FSM的状态转换图

核心提示：HDL代码设计中重要的内容之一就是设计程序的状态机FSM，状态转换控制着整个程序的流程，为了理解程序，我们经常需要把状态机的状态转换图画出来，这样看起来很直观，但是，有没有办法自动生成状态转换图呢？在...

HDL代码设计中重要的内容之一就是设计程序的状态机FSM，状态转换控制着整个程序的流程，为了理解程序，我们经常需要把状态机的状态转换图画出来，这样看起来很直观，但是，有没有办法自动生成状态转换图呢？

在ISE或者ModelSim中有没有这样的工具呢？

答案是肯定的，ModelSim中即有这样的工具，下面以ISE13.4和ModelSim6.5为例，使用一段最简单的状态机代码说明如何操作来自动生成状态转换图。

代码如下：

module Top_fsm(

input clk,

input rst,

output reg fsm_out

);

parameter IDLE = 3'd0, S1 = 3'd1, S2 = 3'd2, S3 = 3'd3, S4 = 3'd4, S5 = 3'd5;

reg [2:0]status;

always @ (posedge clk)

if(!rst)begin

status <= IDLE;

end

else begin

case(status)

IDLE:begin

fsm_out <= 1'b0;

status <= S1;

end

S1:begin

fsm_out <= 1'b1;

status <= S2;

end

S2:begin

fsm_out <= 1'b0;

status <= S3;

end

S3:begin

fsm_out <= 1'b1;

status <= S4;

end

S4:begin

fsm_out <= 1'b0;

status <= S5;

end

S5:begin

fsm_out <= 1'b1;

status <= IDLE;

end

default:begin

fsm_out <= 1'b0;

end

endcase

end

endmodule

我们在ISE中直接切换到ModelSim仿真模式，如图所示：

双击Simulate Behavioral Model，将打开ModelSim。

在ModelSim中执行View---FSM list命令，如下图所示：

然后就会发现ModelSim左边这部分的标签多了一项，如下面两幅图的对比：

未执行命令前是这样子的：

执行完命令是这样子的：

这时候在FSM List标签下，可以看到如下内容，双击之：

于是出现了下面的状态转换图：

这时观察生成的状态转换图发现，所有的状态都在复位的情况下返回了状态IDLE，这是我们不期望的，仔细观察这时的菜单栏可以发现，有一个FSM View项：

将Show Transitions to "Reset"项前面的对勾去掉，就会发现不显示复位情况下返回状态IDLE了，如下图所示：

细心的人会发现状态到了S5并未返回IDLE，但在前面的状态转换图中的确有Cond2:1这种状态转到状态IDLE，这估计是软件所导致的吧。

简单的应用就这些，深一些的功能自己好好探索吧。

最后说一下这种自动生成的状态转换图的缺点：因为它默认生成的状态转换图一定是一个圆，所以当你的状态比较复杂时，并非是一个简单的切换时，生成的状态转换图也就会很乱很乱，可读性直接下降，不知道是可以可调节或者有什么更好的生成工具？