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 09:41:45 浏览: 86
S7-200SMART高速脉冲输出的使用方法(PLS+PWM)和示例.docx
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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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