状态机设计实现1101序列检测器

好的，为您介绍一下状态机设计实现1101序列检测器的方法。

1101序列检测器的状态转移图如下所示：

     0/0      1/0      1/1      0/1
S0 ------> S1 ------> S2 ------> S3
 ^         |         |         |
 |         1/0       1/1       0/1
  \--------|---------|---------/

其中，S0、S1、S2、S3 分别为状态机的四个状态，0/0、1/0、1/1、0/1 分别表示输入为0时，状态转移后的下一状态和输出，输入为1时，状态转移后的下一状态和输出。

根据状态转移图，我们可以得到状态转移表：

| 当前状态 | 输入 | 下一状态 | 输出 |
| -------- | ---- | -------- | ---- |
| S0 | 0 | S0 | 0 |
| S0 | 1 | S1 | 0 |
| S1 | 0 | S0 | 0 |
| S1 | 1 | S2 | 0 |
| S2 | 0 | S0 | 0 |
| S2 | 1 | S3 | 1 |
| S3 | 0 | S0 | 1 |
| S3 | 1 | S1 | 0 |

然后，我们可以根据状态转移表设计状态机的 Verilog 代码：

module seq_detector(input clk, input reset, input data, output reg out);

// 定义状态
typedef enum logic [1:0] {
    S0, S1, S2, S3
} state_t;

// 定义状态寄存器和下一状态寄存器
reg [1:0] state, next_state;

// 状态转移逻辑
always_comb begin
    case(state)
        S0: if (data) next_state = S1; else next_state = S0;
        S1: if (data) next_state = S2; else next_state = S0;
        S2: if (data) next_state = S3; else next_state = S0;
        S3: if (data) next_state = S1; else next_state = S0;
    endcase
end

// 输出逻辑
always_ff @(posedge clk, posedge reset) begin
    if (reset) begin
        state <= S0;
        out <= 0;
    end else begin
        state <= next_state;
        case(state)
            S0: out <= 0;
            S1: out <= 0;
            S2: out <= 0;
            S3: out <= 1;
        endcase
    end
end

endmodule

这样，我们就完成了1101序列检测器的状态机设计实现。