VHDL 状态机卡在不可能的状态

Question

我写了一个 VHDL 状态机。它会工作一段时间，直到陷入不可能的状态。

总共有 7 个州，但我们只对其中两个州感兴趣。状态图很简单：

IDLE2 IDLE 其他状态

也就是说，初始状态是IDLE。所有其他状态都可以通过IDLE state 到达。状态IDLE2只能跳转到IDLE状态。

代码片段：

ENTITY MC_PLD_vhd IS
    PORT
    (
        --INPUTS
        MC_WR: IN STD_LOGIC;
        MC_RD: IN STD_LOGIC;
        Tstart: IN STD_LOGIC;
        CLK: IN STD_LOGIC;
        --OUTPUTS
        PLD_WR: OUT STD_LOGIC;
        PLD_RD: OUT STD_LOGIC;
        STS: OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0)
    );
END MC_PLD_vhd;

ARCHITECTURE MC_PLD_vhd_dff OF MC_PLD_vhd IS
    TYPE tSTATE is 
    (
        IDLE   --0
        ,REC1  --1
        ,SEND1 --2
        --I omit some not significant states
        ,IDLE2 --6
         
    );
    SIGNAL STATE :tSTATE := IDLE;
BEGIN
    PROCESS(CLK) IS
    BEGIN
        IF RISING_EDGE(CLK) THEN
            STS <= std_logic_vector(to_unsigned(tSTATE'pos(STATE), 8));
            CASE STATE IS
                WHEN IDLE =>
                    IF Tstart = '1' THEN
                        PLD_WR <= '1';
                        PLD_RD <= '0';
                        STATE <= SEND1; -- <!> stuck
                    ELSE
                        IF MC_WR = '1' THEN 
                            PLD_RD <= '1';
                            PLD_WR <= '0';
                            STATE <= REC1;
                        ELSE
                            PLD_WR <= '0';
                            PLD_RD <= '0';
                            STATE <= IDLE2;
                        END IF;
                    END IF;
                WHEN IDLE2 =>
                        PLD_WR <= '0';
                        PLD_RD <= '0';
                        STATE <= IDLE;
                WHEN IsReceiving_wait_RD_rise_1 => <...>
-- Other left away, as they don't add any information to my question.

您可能会注意到，IDLE 状态不是“稳定的”。机器在每个周期都必须离开IDLE 状态，即使没有发生任何事情：IDLE 跳转到IDLE2，并从IDLE2 返回到IDLE 下一个时钟周期。而且效果很好！

您还可能注意到，我独立于状态输出STATE 到STS。在 Altera SignalTap 中，我看到正常操作：状态来回跳转，并在适当的输入事件处进入其他状态。

问题

在多次正常运行后，我突然看到（在 SignalTap 中）STS = 0 并没有及时改变。这意味着STATE = IDLE，并且机器不会跳转到IDLE2（STS = 6）。它不会通过任何输入事件跳转到任何状态，它只是停留在状态IDLE。从输出（PLD_WR = 1 和 PLD_RD = 0）来看，代码卡在上面代码中的注释 <!> stuck 附近，但不会出现 STATE <= SEND1。

这怎么可能？？

免责声明：状态 IDLE2 和输出 STS 是为调试此特定问题而实现的。

Answer 1

令人惊讶的是，我在发布此问题后就设法解决了自己的问题，尽管我为此苦苦挣扎了几天！

回答：我将 switch-enum 块更改为 if-integer。

    PROCESS(CLK) IS
        CONSTANT STATE_IDLE :INTEGER := 0;
        CONSTANT STATE_RECEIVE :INTEGER := 1;
        --I omit other states
        CONSTANT STATE_IDLE2 :INTEGER := 6;
        VARIABLE STATE :INTEGER := 0;
    BEGIN
        IF RISING_EDGE(CLK) THEN
            STS <= std_logic_vector(to_unsigned(STATE, 8));
            IF STATE = STATE_IDLE THEN
                IF Tstart = '1' THEN
                    PLD_WR <= '1';
                    PLD_RD <= '0';
                    STATE := STATE_SEND_wait_RD;
                ELSE
                    IF MC_WR = '1' THEN 
                        PLD_RD <= '1';
                        PLD_WR <= '0';
                        STATE := STATE_RECEIVE;
                    ELSE
                        PLD_WR <= '0';
                        PLD_RD <= '0';
                        STATE := STATE_IDLE2;
                    END IF;
                END IF;
        ELSIF STATE = STATE_IDLE2 THEN
            PLD_WR <= '0';
            PLD_RD <= '0';
            STATE := STATE_IDLE;
        ELSIF STATE = STATE_RECEIVE THEN 
--Unsignificant states omitted

此外，我删除了调试 STS 输出和 IDLE2 状态，因为它们不再需要。幸运的是，它仍然有效！

但我仍然想知道为什么 switch-enum 不能正常工作。 可能是编译器错误，我使用的是“老好”的 Quartus II 8.1 Web