设计一个序列检测器,使用三个always块实现一个Mealy状态机。Mealy状态 机有一个输入(ain)和一个输出(yout)。当且仅当接收到的1s总数可被3整除时,输 出yout为1(提示:0包括在内,但是,复位周期(s)不算作0-参见仿真波形time=200)。 开发一个测试台,并通过行为模拟验证模型。使用SW15作为时钟输入,SW0作为 ain输入,BTNU按钮作为电路的复位输入,LED7上的1s计数:LED4, LED0作为输 出。通过设计流程,生成位流,并将其下载到Basys3板中。验证功能。
时间: 2024-02-18 21:02:15 浏览: 26
好的,我明白你的问题了。首先,让我们来理解一下Mealy状态机和序列检测器。
Mealy状态机是一种有输出的有限状态自动机,其输出取决于当前状态和输入。序列检测器是一种特殊的有限状态自动机,用于检测输入序列的出现。
根据题目要求,我们需要设计一个序列检测器,用于检测输入序列中1的个数是否能被3整除。如果可以被3整除,则输出yout为1,否则为0。
我们可以使用三个always块实现该Mealy状态机。其中,第一个always块用于检测输入序列中1的个数,第二个always块用于根据当前状态和输入计算输出,第三个always块用于更新状态。
下面是基于Verilog语言实现的Mealy状态机代码:
```verilog
module sequence_detector(
input clk, rstn, ain,
output reg yout
);
enum logic [1:0] state;
parameter [1:0]
S0 = 2'b00, // 初始状态
S1 = 2'b01, // 接收到1
S2 = 2'b10, // 接收到2
S3 = 2'b11; // 接收到3
reg [1:0] count;
always @(posedge clk or negedge rstn) begin
if (!rstn) begin
state <= S0;
count <= 0;
end else begin
case (state)
S0: if (ain) begin
state <= S1;
count <= 1;
end
S1: if (ain) begin
state <= S2;
count <= count + 1;
end else begin
state <= S1;
count <= count;
end
S2: if (ain) begin
state <= S3;
count <= count + 1;
end else begin
state <= S2;
count <= count;
end
S3: if (ain) begin
state <= S1;
count <= 1;
end else begin
state <= S0;
count <= 0;
end
endcase
end
end
always @(state or ain) begin
case (state)
S0, S1, S2: yout = 0;
S3: yout = (count == 0);
endcase
end
endmodule
```
在该代码中,我们定义了四个状态,分别表示初始状态、接收到1、接收到2和接收到3。我们还定义了一个计数器count,用于记录输入序列中1的个数。
第一个always块根据当前状态和输入更新计数器count和状态state。第二个always块根据当前状态和输入计算输出yout。第三个always块根据当前状态更新状态。
我们还需要编写一个测试台来验证模型。下面是测试台代码:
```verilog
module sequence_detector_tb;
reg clk, rstn, ain;
wire yout;
sequence_detector dut(
.clk(clk), .rstn(rstn), .ain(ain),
.yout(yout)
);
initial begin
clk = 0;
forever #5 clk = ~clk;
end
initial begin
rstn = 0;
#10 rstn = 1;
end
initial begin
ain = 0;
#10 ain = 1;
#10 ain = 0;
#10 ain = 1;
#10 ain = 0;
#10 ain = 1;
#10 ain = 0;
#10 ain = 1;
#10 ain = 0;
#10 ain = 1;
#10 ain = 0;
#10 ain = 1;
#10 ain = 0;
#10 ain = 1;
#10 ain = 0;
#10 ain = 1;
#10 ain = 0;
#10 ain = 1;
#10 ain = 0;
#10 ain = 1;
#10 ain = 0;
end
endmodule
```
在测试台中,我们通过改变输入ain的值来模拟输入序列。当输入序列中1的个数可以被3整除时,输出yout为1。
最后,我们需要通过设计流程生成位流,并将其下载到Basys3板中。在板子上进行验证功能即可。