习题8 #第8章 Verilog有限状态机设计-2 #Verilog #Quartus #modelsim

2. 设计一个“1001”串行数据检测器，其输入、输出如下：

输入x：000 101 010 010 011 101 001 110 101

输出z：000 000 000 010 010 000 001 000 000

（1）设计思路：同前，规划状态，无它。

（2）1001序列检测电路源码：

 1 //detect 1001
 2 //2020-10-13
 3 // by YongFengXie
 4 module ex8_2(clk,rst_n,x,z);
 5 input clk;
 6 input rst_n;
 7 input x;
 8 output reg z;
 9
10 reg [4:0] state;
11
12 parameter s0=5'b00001,
13           s1=5'b00010,
14           s2=5'b00100,
15           s3=5'b01000,
16           s4=5'b10000;
17
18 always @(posedge clk or negedge rst_n)
19 begin
20   if(!rst_n)
21     begin
22       state<=s0;
23       z<=1'b0;
24     end
25   else
26     case(state)
27       s0:begin
28            if(x==1'b0)       //0
29              begin
30                state<=s0;
31                z<=1'b0;
32              end
33            else             //1
34              begin
35                state<=s1;
36                z<=1'b0;
37              end
38          end
39       s1:begin
40            if(x==1'b0)     //10
41              begin
42                state<=s2;
43                z<=1'b0;
44              end
45            else            //11
46              begin
47                state<=s1;
48                z<=1'b0;
49              end
50          end
51        s2:begin
52            if(x==1'b0)    //100
53              begin
54                state<=s3;
55                z<=1'b0;
56              end
57            else           //101
58              begin
59                state<=s1;
60                z<=1'b0;
61              end
62          end
63        s3:begin
64            if(x==1'b0)    //1000
65              begin
66                state<=s0;
67                z<=1'b0;
68              end
69            else           //1001
70              begin
71                state<=s4;
72                z<=1'b1;
73              end
74          end
75        s4:begin
76            if(x==1'b0)    //10010
77              begin
78                state<=s2;
79                z<=1'b0;
80              end
81            else           //10011
82              begin
83                state<=s1;
84                z<=1'b0;
85              end
86          end
87        default:begin
88                  state<=s0;
89                  z<=1'b0;
90                end
91      endcase
92 end
93
94 endmodule

（3） 1001序列检测电路测试代码：

 1 //ex8_2 testbench
 2 //2020-10-13
 3 // by YongFengXie
 4 `timescale 1ns/1ns
 5 module ex8_2tb;
 6 reg clk;
 7 reg rst_n;
 8 reg x;
 9 wire z;
10
11 ex8_2 ut(clk,rst_n,x,z);
12
13 initial begin
14           clk=1'b0;
15           rst_n=1'b0;
16           x=1'b0;
17           #40 rst_n=1'b1;
18           #10 x=1'b0;
19           #10 x=1'b0; //000
20           #10 x=1'b1;
21           #10 x=1'b0;
22           #10 x=1'b1; //000
23           #10 x=1'b0;
24           #10 x=1'b1;
25           #10 x=1'b0; //010
26           #10 x=1'b0;
27           #10 x=1'b1;
28           #10 x=1'b0; //010
29           #10 x=1'b0;
30           #10 x=1'b1;
31           #10 x=1'b1; //011
32           #10 x=1'b1;
33           #10 x=1'b0;
34           #10 x=1'b1; //101
35           #10 x=1'b0;
36           #10 x=1'b0;
37           #10 x=1'b1; //001
38           #10 x=1'b1;
39           #10 x=1'b1;
40           #10 x=1'b0; //110
41           #10 x=1'b1;
42           #10 x=1'b0;
43           #10 x=1'b1; //101
44           #300 $stop;
45         end
46
47 always #5 clk=~clk;
48
49 endmodule

（4） 1001序列检测电路的仿真结果如图ex8_2_1所示：

图ex8_2_1 1001序列检测电路仿真结果

（5） 1001序列检测电路的状态转换如图ex8_2_2所示：

图ex8_2_2 1001序列检测电路状态转换图

（6）总结：跟习题8.1相比，无它，唯手熟尔。