EDA实验：序列检测器设计与QuartusⅡ仿真

"EDA 检测序列 111 - 使用 Quartus II 进行仿真" 本实验涉及的是电子设计自动化（EDA）中的序列检测器设计，具体目标是检测输入序列是否为“111”。实验使用了 Quartus II 这款广泛应用于 FPGA（Field-Programmable Gate Array）设计的软件工具进行仿真验证。Quartus II 提供了一整套设计流程，包括设计输入、编译、综合、逻辑优化、适配、时序分析以及仿真等步骤。 实验中，设计了一个序列检测器，它基于状态机的概念。状态机是一种用于处理序列数据的常用模型，它可以根据当前输入和前一状态来决定下一状态。在这个实验中，状态机有四个状态：s0, s1, s2 和 s3，分别对应于序列检测的不同阶段。状态转换图未显示，但从源代码中可以看出，状态机的工作方式如下： - 当处于 s0 状态时，如果检测到连续的 '1' 输入，状态会依次转移到 s1、s2。 - 当处于 s1 或 s2 状态，继续检测到 '1'，则会向下一个状态移动，否则返回 s0。 - 在 s3 状态，表示已经检测到序列“111”，此时输出 q 设为 '1'，表示序列匹配成功。 - 如果在 s3 状态下再次检测到 '1'，状态仍保持在 s3，以允许连续的“111”序列。 - 当输入不是 '1' 时，无论当前状态如何，都会回到初始状态 s0。 源代码使用了 VHDL 语言编写，这是一种硬件描述语言，用于描述数字系统的结构和行为。`process(clk,rst)` 是时钟和复位处理，确保在时钟边沿触发状态转换；而 `process(st0,d)` 是状态转换逻辑，根据当前状态和输入 d 来更新状态。 在 Quartus II 中，实验者经历了设计、编译、综合、适配和仿真的完整流程。仿真结果的波形图可以帮助观察和验证设计是否按预期工作。然而，实验者在初次仿真时遇到了问题，因为程序中存在错误，但在老师的指导下进行了修正，最终实现了预期的功能。实验者从这次经历中认识到编程的细心和准确性的重要性。 总结来说，这个实验是关于使用 EDA 工具和 VHDL 语言实现序列检测器的典型实例，涉及到状态机设计、FPGA 软件工具的使用以及错误调试等关键技能。通过这样的实践，学生能够深入理解数字系统设计的基本原理和方法。