module fsm(clk,rst_n,A,K2,K1); input clk,rst_n,A; output reg K2,K1; reg [3:0] state,next_state; //这里定义状态,采用独热码 parameter IDLE = 4'b1000, START = 4'b0100, STOP = 4'b0010, CLEAR = 4'b0001; //这里实现时序逻辑中的状态转移 always@(posedge clk or negedge rst_n) begin if(!rst_n) state <= IDLE; else state <= next_state; end //这里实现组合逻辑中的状态更新 always@(A) case(state) IDLE: if(A) next_state = START; else next_state = IDLE; START: if(!A) next_state = STOP; else next_state = START; STOP: if(A) next_state = CLEAR; else next_state = STOP; CLEAR: if(!A) next_state = IDLE; else next_state = CLEAR; default: next_state = IDLE; endcase // 这里实现同步组合输出 always@(posedge clk or negedge rst_n) begin if(!rst_n) {K2,K1} <= {1'b0,1'b0}; else case(state) IDLE: if(A) K1 <= 0; else {K2,K1} <= {1'b0,1'b0}; STOP: if(A) K2<= 1; else {K2,K1} <= {1'b0,1'b0}; CLEAR: if(!A) {K2,K1} <= {1'b0,1'b1}; else {K2,K1} <= {1'b0,1'b0}; endcase end endmodule解释上诉Verilog代码
时间: 2024-02-10 16:22:11 浏览: 23
这是一个有限状态机(FSM)的 Verilog 代码实现。它有三个输入信号:时钟 clk,复位信号 rst_n 和输入信号 A;两个输出信号:K2 和 K1。这个 FSM 有四个状态,分别是 IDLE、START、STOP 和 CLEAR,采用独热码编码。代码实现了状态转移和状态输出的逻辑。在时钟上升沿或复位信号下降沿时,状态转移逻辑被触发;在时钟上升沿或复位信号下降沿时,同步组合输出逻辑被触发。根据当前状态和输入信号 A,输出信号 K2 和 K1 被更新。
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module fsm(clk,rst_n,A,K2,K1); input clk,rst_n,A; output reg K2,K1; reg [3:0] state,next_state; //这里定义状态,采用独热码 parameter IDLE = 4'b1000, START = 4'b0100, STOP = 4'b0010, CLEAR = 4'b0001; //这里实现时序逻辑中的状态转移 always@(posedge clk or negedge rst_n) begin if(!rst_n) state <= IDLE; else state <= next_state; end //这里实现组合逻辑中的状态更新 always@(A) case(state) IDLE: if(A) next_state = START; else next_state = IDLE; START: if(!A) next_state = STOP; else next_state = START; STOP: if(A) next_state = CLEAR; else next_state = STOP; CLEAR: if(!A) next_state = IDLE; else next_state = CLEAR; default: next_state = IDLE; endcase // 这里实现同步组合输出 always@(posedge clk or negedge rst_n) begin if(!rst_n) {K2,K1} <= {1'b0,1'b0}; else case(state) IDLE: if(A) K1 <= 0; else {K2,K1} <= {1'b0,1'b0}; STOP: if(A) K2<= 1; else {K2,K1} <= {1'b0,1'b0}; CLEAR: if(!A) {K2,K1} <= {1'b0,1'b1}; else {K2,K1} <= {1'b0,1'b0}; endcase end endmodule 给上述代码写一段激励快
以下是一个简单的激励代码,可以测试该 FSM 的状态转移和输出是否正确:
```
module fsm_tb;
reg clk;
reg rst_n;
reg A;
wire K2;
wire K1;
fsm dut(
.clk(clk),
.rst_n(rst_n),
.A(A),
.K2(K2),
.K1(K1)
);
initial begin
clk = 0;
forever #5 clk = ~clk;
end
initial begin
rst_n = 0;
A = 0;
#10 rst_n = 1;
#10 A = 1;
#10 A = 0;
#10 A = 1;
#10 A = 1;
#10 A = 0;
#10 A = 1;
#10 A = 0;
#10 A = 0;
#10 A = 1;
#10 A = 0;
#10 A = 1;
#10 A = 1;
#10 A = 0;
#10 A = 0;
#10 A = 0;
#10 A = 1;
#10 A = 1;
#10 A = 1;
#10 $finish;
end
endmodule
```
上述激励代码首先给 FSM 的时钟信号赋值,然后在 FSM 复位之前将其保持低电平。在 FSM 复位之后,我们将输入信号 A 进行一系列不同的变化,以测试 FSM 的状态转移是否正确。最后,我们使用 $finish 结束仿真过程。
module fsm(clk,rst_n,A,K2,K1); input clk,rst_n,A; output reg K2,K1; reg [3:0] state,next_state; //这里定义状态,采用独热码 parameter IDLE = 4'b1000, START = 4'b0100, STOP = 4'b0010, CLEAR = 4'b0001; //这里实现时序逻辑中的状态转移 always@(posedge clk or negedge rst_n) begin if(!rst_n) state <= IDLE; else state <= next_state; end //这里实现组合逻辑中的状态更新 always@(A) case(state) IDLE: if(A) next_state = START; else next_state = IDLE; START: if(!A) next_state = STOP; else next_state = START; STOP: if(A) next_state = CLEAR; else next_state = STOP; CLEAR: if(!A) next_state = IDLE; else next_state = CLEAR; default: next_state = IDLE; endcase // 这里实现同步组合输出 always@(posedge clk or negedge rst_n) begin if(!rst_n) {K2,K1} <= {1'b0,1'b0}; else case(state) IDLE: if(A) K1 <= 0; else {K2,K1} <= {1'b0,1'b0}; STOP: if(A) K2<= 1; else {K2,K1} <= {1'b0,1'b0}; CLEAR: if(!A) {K2,K1} <= {1'b0,1'b1}; else {K2,K1} <= {1'b0,1'b0}; endcase end endmodule解释上述Verilog代码
这个 Verilog 代码实现了一个四状态的有限状态机(FSM),它的输入信号是时钟信号 clk、复位信号 rst_n 和输入信号 A,输出信号是 K2 和 K1。这个 FSM 采用独热码编码,它的四个状态分别是 IDLE、START、STOP 和 CLEAR,通过状态转移逻辑和状态输出逻辑来实现状态机的控制。
在时钟上升沿或复位信号下降沿时,状态转移逻辑被触发。如果复位信号 rst_n 为低电平,则状态被强制设置为 IDLE 状态。如果复位信号为高电平,则根据输入信号 A 以及当前状态来计算下一个状态 next_state。
在时钟上升沿或复位信号下降沿时,同步组合输出逻辑被触发。如果复位信号为低电平,则输出信号 K2 和 K1 被强制设置为 0。如果复位信号为高电平,则根据当前状态和输入信号 A 来更新输出信号 K2 和 K1。具体的更新规则如下:
- 在 IDLE 状态下,如果输入信号为高电平,则 K1 被设置为 0,否则 K2 和 K1 被设置为 0。
- 在 STOP 状态下,如果输入信号为高电平,则 K2 被设置为 1,否则 K2 和 K1 被设置为 0。
- 在 CLEAR 状态下,如果输入信号为低电平,则 K2 和 K1 被设置为 01,否则 K2 和 K1 被设置为 0。
总之,这个 Verilog 代码实现了一个简单的有限状态机,可以用于控制各种不同的电路系统。