🔁 応用編 第8章：FSM設計（有限状態機械）
Applied Chapter 8: FSM Design (Finite State Machine)
📘 概要｜Overview
FSM（Finite State Machine：有限状態機械）は、制御回路や通信プロトコルなど、
時間的な順序性を持つ動作を記述するための基本的な設計手法です。
FSM is a fundamental design method used to describe temporally ordered behaviors,
common in control logic, communication protocols, and embedded systems.
本章では、状態遷移の基本概念から、Moore型／Mealy型の違い、
そしてVerilogでの3段構成によるFSM記述までを段階的に学習します。
🧩 セクション構成｜Section Structure
| ファイル名｜Filename | 内容｜Contents |
|---|---|
fsm_overview.md |
FSMの基本概念、分類（Moore / Mealy） Basics and classification of FSM |
fsm_state_transition.md |
状態遷移図・状態遷移表の記法 State diagrams and state tables |
fsm_hdl_description.md |
VerilogによるFSMの3段階記述法 Three-stage FSM coding in Verilog |
🎯 到達目標｜Learning Objectives
- FSMの構造と動作原理を理解する
Understand the structure and operation of FSMs - 状態遷移図・状態遷移表を自分で設計できる
Be able to design state diagrams and tables - FSMをVerilogで正しく記述できる（3段構成）
Write correct FSMs in three-part Verilog HDL - Moore型とMealy型の違いを説明できる
Distinguish between Moore and Mealy types
📚 関連章リンク｜Related Chapters
FSMは以下の基礎章と深く関連しています：
FSM is tightly connected with the following fundamental chapters:
-
📘 第2章 デジタル論理と論理回路設計｜Chapter 2: Digital Logic Design
↳ 組み合わせ論理と順序論理の接続点としてFSMを導入
↳ FSM is introduced as the bridge between combinational and sequential logic -
📘 第5章 SoC設計フローとEDAツール｜Chapter 5: SoC Design Flow and EDA
↳ FSMはRTL設計の一部として論理合成に活用される
↳ FSMs are synthesized as part of RTL design for SoCs
🛠 応用展開例（今後追加予定）｜Planned Extensions
- UART / I2C プロトコルを用いたFSM制御設計例
FSMs applied to UART / I2C protocol controllers - YosysFSM や Xilinx FSM Editor 等との統合
Integration with FSM generation tools (YosysFSM, Xilinx FSM Editor) - 状態遷移ログの自動チェックやAssertionとの連携
Automatic log checking and assertion-based verification
👤 著者・ライセンス｜Author & License
| 項目｜Item | 内容｜Details |
|---|---|
| 著者｜Author | 三溝 真一（Shinichi Samizo） |
| GitHub | Samizo-AITL |
| shin3t72@gmail.com | |
| ライセンス｜License | MIT License（再配布・改変自由） Redistribution and modification allowed |