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 wire         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
     #210;
     in = 1;
     #20;
     in = 1;
     #20;
     in = 0;
     #20;
     in = 0;
     #20;
     in = 1;
     #20;
     in = 0;
     #20;
     in = 1;
     #20;
     in = 1;
     #20;
     in = 0;
     #20;
     in = 1;
     #20;
     in = 0;
     #20;
     in = 0;
     #20;
     in = 1;
     #20;
     in = 0;
     #20;
     in = 1;
end

always #10 clk <= ~clk;

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


endmodule

波形图如下：