设计与仿真：1101数据检测器(Mealy型与Moore型状态机)

"1101数据检测器是一款设计用于检测特定序列1101的数字逻辑系统。该系统包含了Mealy型和Moore型两种状态机的实现，通过Verilog HDL语言编写源代码，并使用Modelsim进行仿真验证。在课题设计中，主要目的是在输入信号的下降沿有效时，检测到1101序列并产生相应的输出。" 在这个项目中，设计了两个关键组件，即Mealy型和Moore型状态机，它们都是用来跟踪输入序列以识别特定模式"1101"。状态机是数字系统设计中常用的一种方法，它根据当前输入和内部状态来确定下一个状态。 **Mealy型状态机**的特点在于其输出不仅依赖于当前状态，还取决于当前的输入。在给出的Mealy型1101数据检测器中，`z`输出是基于`x`输入和当前状态`state`计算得出的。`z`的有效性表示是否检测到了1101序列。状态机有四个状态：zero、one、two和three，每个状态根据输入`x`的值变化转移到下一个状态。 **Moore型状态机**的输出仅依赖于当前状态，与输入无关。在这个例子中，`z`的值是根据`state`的三个位来确定的，特别是`state[2]`, `~state[1]`和`~state[0]`的组合。同样，Moore型状态机也包含五个状态，包括zero到four，每个状态的转换也根据输入`x`的值进行。 在Verilog HDL代码中，`always @(negedge clk)`块用于描述状态机的行为，其中`case`语句定义了每个状态在不同输入条件下的状态转移。`assign`语句则用于定义输出`z`的逻辑关系。 **仿真**是验证设计是否正确的重要步骤。在这个项目中，使用了**Modelsim**，这是一款流行的硬件描述语言仿真工具，能够对Verilog代码进行模拟运行，检查设计在各种输入条件下的行为，确保数据检测器在下降沿有效的情况下能准确识别1101序列。 通过理解Mealy型和Moore型状态机的工作原理以及如何用Verilog HDL编写它们，可以进一步学习数字逻辑设计、状态机建模和HDL编程。同时，使用Modelsim进行仿真验证也是硬件设计流程中的关键环节，确保设计符合预期的功能。