NS之后的VHDL

NS（New Style）是一种基于状态转移的设计风格，在这种风格下，设计师可以使用状态转移图来描述设计，用行为模型描述状态机，然后通过合成工具生成硬件电路实现。NS设计风格可以大大简化设计过程，并提高设计效率。在这篇文章中，我们将介绍如何在NS之后的VHDL中实现状态机设计。

状态机设计

状态机是一种模型，它描述了系统如何在不同状态之间转移，并在不同状态下执行不同的行为。状态机由多个状态组成，在每个状态下，系统可以执行不同的操作，并转移到其他状态，以根据输入改变其状态。状态机在计算机科学中广泛应用，例如嵌入式系统，计算机网络和半导体设计。

NS风格

NS风格的状态机设计是基于行为模型的，在这种模型中，状态机被建模为一组实体，每个实体表示一个系统状态，可以执行不同的操作。状态之间的转移用下一状态函数表示，下一状态函数由状态和输入变量定义。

VHDL实现

在NS之后的VHDL中，状态机代码可以使用实体和进程来描述。 VHDL是一种硬件描述语言，它提供了方便的工具来描述硬件电路。下面是一个简单的VHDL状态机：

entity StateMachine is
    port (
        inputData : in  std_logic;
        outputData : out std_logic
    );
end StateMachine;

architecture Behavioral of StateMachine is
     type StateType is ( StateA, StateB, StateC );
     signal presentState, nextstate : StateType;
begin
    StateTransitionProcess: process (presentState, inputData) begin
         case presentState is
             when StateA =>
                 if (inputData = '1') then
                      nextstate := StateB;
                 else
                      nextstate := StateC;
                 end if; 
             when StateB =>
                 nextstate := StateC;          
             when StateC =>
                 nextstate := StateA;           
             when others =>
                 nextstate := StateA;           
         end case;
    end process;

    OutputProcess: process (presentState) begin
         case presentState is
             when StateA =>
                 outputData <= '0';           
             when StateB =>
                 outputData <= '1';          
             when StateC =>
                 outputData <= '0';           
             when others =>
                 outputData <= '0';           
         end case;
    end process;

    SyncProcess: process (clk) begin
         if rising_edge(clk) then
             presentState <= nextstate;
         end if;
    end process;
end Behavioral;

在此VHDL代码中，实体描述了状态机输入和输出端口。行为体描述了状态转移过程。实体和行为体之间的关系由architecture定义。其中process使用了下一状态函数，该函数定义了状态转移的逻辑。输出行为也使用process来定义。

总结

NS之后的VHDL为状态机设计提供了更简洁的风格。状态机可以通过实体和进程来描述，这样可以更方便地建模和实现。在实现硬件电路时，VHDL提供了强大而方便的工具，使开发者能够快速实现复杂的系统。