Verilog语法详解：显式有限状态机设计与测试

"这篇教程详细讲解了如何使用Xilinx ISE设计和测试显式有限状态机，涵盖了Verilog HDL的语法和测试代码的编写。教程中提到了一个简单的有限状态机实例，以及如何构建测试平台，包括并行块的使用和强制激励的方法。" 在Verilog HDL中，显式有限状态机（FSM）是一种常见的设计结构，用于实现具有明确状态转换逻辑的系统。在给出的例子中，FSM由两个寄存器变量`state`（状态变量）和`out`（输出变量）构成。`state`用来存储当前状态，而`out`根据`state`的状态改变其值。模块`exp`接收`clk`（时钟）、`rst`（复位）和`datain`（数据输入）作为输入，`out`作为输出。 状态机的实现使用了`always`块来响应时钟边沿事件。在`always`块内，首先处理复位条件：当`rst`为高电平时，状态和输出被初始化为二进制`00`。然后，使用`case`语句来定义不同状态下的行为。在这个例子中，存在两个状态：`1'b0`和`1'b1`。在状态`1'b0`，如果`datain`为低电平，状态保持不变；否则，状态转换为`1'b1`。在状态`1'b1`，未给出具体的行为，通常这里会包含更多的状态转换逻辑。 测试代码是验证设计正确性的关键部分。在Verilog中，测试平台通常包括激励生成（为设计提供输入）和期望结果的比较。这部分描述了如何使用`initial`块和`fork…join`结构来并行执行多个事件。`fork…join`使得可以同时开始多个操作，例如在给定的时间间隔内改变`data_bus`的值。在提供的示例中，`data_bus`的值在不同的时间点被设置、增加和左移，以模拟各种输入序列。 此外，教程还提到在过程块中使用连续赋值（`assign`）进行强制激励。这通常用于在测试过程中临时改变信号的值，以观察设计对不同输入的响应。然而，需要注意的是，过程连续赋值在综合时可能不被支持，因此在设计阶段应谨慎使用，以确保能够被硬件实现。 这篇教程详细阐述了如何使用Verilog语言创建和测试一个显式有限状态机，以及如何构造测试平台来验证设计的正确性，特别是通过并行块和强制激励的方法。这对于理解和实践数字系统设计是至关重要的。