利用有限状态机,设计一个从输出信号序列中检测出101信号。检测到101,输出一个周期宽度的脉冲。 要求:具有异步复位功能。设计TESTBENCH。当检测到101信号,TESTBENCH会打印出 “程序运行时间+Detect 101!”。TESTBENCH具有FINISH功能,时钟20MHz,同时基于仿真器命令可以改变时钟速度。

时间: 2024-03-24 11:41:45 浏览: 15
这是一个比较具体的技术问题,需要具备一定的硬件设计和Verilog语言基础才能回答。以下是简要的思路和代码示例供参考: 1. 设计有限状态机,考虑到异步复位功能,需要增加一个RESET状态,表示系统正在复位状态。状态转移如下: RESET -> S0: 输入0 RESET -> RESET: 输入1 S0 -> S1: 输入1 S1 -> S2: 输入0 S2 -> S3: 输入1 S3 -> S1: 输入1 其中,S0 ~ S3 表示状态,输入 0 或 1 为输入信号。 2. 在状态机中,记录上一次输入的信号值,用于判断是否出现 101 信号。如果出现,输出一个周期宽度的脉冲,并跳转回 S0 状态。 3. 设计测试平台,包括时钟模块、信号生成模块、状态机模块和检测模块。测试平台需要支持异步复位功能和时钟速度变化。 4. 测试平台的检测模块需要在检测到 101 信号时输出信息,并通过仿真器命令触发 FINISH 功能。 下面是 Verilog 代码示例: ```verilog module detect_101( input clk, // 时钟信号 input rst, // 复位信号 input data, // 输入信号 output reg pulse // 输出脉冲信号 ); // 定义状态 parameter [1:0] RESET = 2'b00; parameter [1:0] S0 = 2'b01; parameter [1:0] S1 = 2'b10; parameter [1:0] S2 = 2'b11; parameter [1:0] S3 = 2'b10; // 定义状态寄存器和状态转移逻辑 reg [1:0] state, next_state; always @(posedge clk or negedge rst) begin if (rst == 0) begin state <= RESET; end else begin state <= next_state; end end always @(*) begin next_state = state; case (state) RESET: begin if (data == 0) begin next_state = S0; end else begin next_state = RESET; end end S0: begin if (data == 1) begin next_state = S1; end else begin next_state = S0; end end S1: begin if (data == 0) begin next_state = S2; end else begin next_state = S1; end end S2: begin if (data == 1) begin next_state = S3; end else begin next_state = S2; end end S3: begin if (data == 1) begin pulse <= 1; next_state = S0; end else begin next_state = S1; end end endcase end // 定义输出脉冲 always @(posedge clk or negedge rst) begin if (rst == 0) begin pulse <= 0; end else begin if (state == S3) begin pulse <= 1; end else begin pulse <= 0; end end end endmodule module detect_101_tb; // 定义时钟信号和复位信号 reg clk; reg rst; // 定义输入信号和输出信号 reg data; wire pulse; // 实例化检测模块 detect_101 detect_101_inst( .clk(clk), .rst(rst), .data(data), .pulse(pulse) ); // 定义仿真器命令 initial begin $dumpfile("detect_101.vcd"); $dumpvars(0, detect_101_tb); $monitor($time, " Detect 101!"); #100 $finish; end // 定义时钟信号 always #10 clk <= ~clk; // 定义测试信号 always @(posedge clk) begin if ($time < 200) begin data <= 0; end else if ($time < 300) begin data <= 1; end else if ($time < 400) begin data <= 0; end else if ($time < 500) begin data <= 1; end else if ($time < 600) begin data <= 0; end else if ($time < 700) begin data <= 1; end else if ($time < 800) begin data <= 1; end else if ($time < 900) begin data <= 0; end else begin data <= 1; end end // 定义复位信号 always #20 rst <= 0; initial #100 rst <= 1; endmodule ```

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