基于FPGA的序列检测器10010

最近在学习状态机，用状态机实现序列检测器10010.

思路如下：

  1. S0代表当前数据0，如果检测到0就停在S0，如果检测到1就进入S1。

  2. S1代表当前数据1，如果检测到0就进入S2，如果检测到1就停在S1。

  3. S2 代表数据10，如果检测到0就进入S3，如果检测到1就回到S1。

  4. S3代表数据100，如果检测到0就回到S0，如果检测到1就进入S4。

  5. S4代表数据1001，如果检测到0就进入S5，如果检测到1就回到S1。

  6. S5代表数据10010，如果检测到0就回到S0，如果检测到1就进入S1。

状态机图如下：

代码如下：

module Xulie(
input wire clk,
input wire rst_n,
input wire in,
output Bingo

);

reg [5:0] state;

parameter [5:0] S0 = 6'b00_0001;
parameter [5:0] S1 = 6'b00_0010;
parameter [5:0] S2 = 6'b00_0100;
parameter [5:0] S3 = 6'b00_1000;
parameter [5:0] S4 = 6'b01_0000;
parameter [5:0] S5 = 6'b10_0000;

always @ (posedge clk or rst_n) begin
if(!rst_n)
state <= S0;
else case(state)
S0: begin
if(in == 1'b1)
state <= S1;
else
state <= S0;
end
S1: begin
if(in == 1'b0)
state <= S2;
else
state <= S1;
end
S2: begin
if(in == 1'b0)
state <= S3;
else
state <= S1;
end
S3: begin
if(in == 1'b1)
state <= S4;
else
state <= S0;
end
S4: begin
if(in == 1'b0)
state <= S5;
else
state <= S1;
end
S5: begin
if(in == 1'b0)
state <= S0;
else
state <= S1;
end

default:
state <= S0;

endcase
end

assign Bingo = state==S5 ;

endmodule

Testbench如下：

`timescale 1ns/1ns

module Tb_Xulie;

reg clk, rst_n,in;
wire Bingo;

initial begin
clk = 0;
rst_n = 0;
in = 0;
#100;
rst_n =1;
end

initial begin
#200;
in = 1;
#10;
in = 1;
#10;
in = 0;
#10;
in = 0;
#10;
in = 1;
#10;
in = 0;
#10;
in = 1;
#10;
in = 1;
#10;
in = 0;
#10;
in = 1;
#10;
in = 0;
#10;
in = 0;
#10;
in = 1;
#10;
in = 0;
#10;
in = 1;
#100 ;
$finish ;
end

always #5 clk <= ~clk;

Xulie Xulie_inst(
.clk (clk),
.rst_n (rst_n),
.in (in),
.Bingo (Bingo)
);

endmodule

波形图如下：