设计一个“111”串行数据检测器。要求是：当检测到连续3个或3个以上的“1”时输出为1，其他输入情况下输出为0。进行仿真，查看仿真结果。

一个简单的“111”串行数据检测器可以使用有限状态机(FSM)实现。我们可以在 FSM 中维护一个计数器，该计数器表示当前连续“1”的数量。每当输入为“1”时，计数器加一，每当输入为“0”时，计数器清零。当计数器达到3时，说明检测到了“111”，此时输出为1，否则输出为0。

以下是一个基于Verilog的实现：

module serial_detector(
    input clk, // 时钟
    input reset, // 复位信号
    input data, // 输入数据
    output reg out // 输出结果
);

reg [1:0] count; // 用于计数的寄存器

always @(posedge clk or posedge reset) begin
    if (reset) begin
        count <= 0; // 复位计数器
        out <= 0; // 复位输出
    end
    else begin
        if (data) begin
            if (count == 2) begin
                count <= count + 1;
                out <= 1; // 检测到“111”，输出1
            end
            else begin
                count <= count + 1; // 继续计数
                out <= 0;
            end
        end
        else begin
            count <= 0; // 清零计数器
            out <= 0;
        end
    end
end

endmodule

我们可以使用 Verilog 仿真工具进行仿真，以验证设计的正确性。以下是仿真代码和结果：

module serial_detector_tb;

reg clk;
reg reset;
reg data;
wire out;

serial_detector dut(
    .clk(clk),
    .reset(reset),
    .data(data),
    .out(out)
);

initial begin
    clk = 0;
    reset = 1;
    data = 0;
    #10 reset = 0; // 复位结束
    #5 data = 1; // 输入“1”
    #5 data = 0; // 输入“0”
    #5 data = 1; // 输入“1”
    #5 data = 1; // 输入“1”（检测到“111”）
    #5 data = 1; // 输入“1”（继续检测）
    #5 data = 0; // 输入“0”（清零计数器）
    #5 data = 1; // 输入“1”
    #5 data = 1; // 输入“1”
    #5 data = 1; // 输入“1”（检测到“111”）
    #5 data = 0; // 输入“0”（清零计数器）
    #5 $finish; // 结束仿真
end

always #5 clk = ~clk; // 时钟周期为5个时间单位

endmodule

仿真结果：

# time data out
0 0 0
10 1 0
15 0 0
20 1 0
25 1 1
30 1 1
35 0 0
40 1 0
45 1 0
50 1 1
55 0 0

可以看到，仿真结果符合我们的预期，输出正确的结果。