「Verilog学习笔记」根据状态转移写状态机-三段式

专栏前言

本专栏的内容主要是记录本人学习Verilog过程中的一些知识点，刷题网站用的是牛客网

状态机可以分为Moore状态机和Mealy状态机。

• Moore状态机：输出只由当前状态决定
• Mealy状态机：输出由当前状态和当前的输入共同决定。

三段式状态机是指当前状态切换、次态切换和输出更新分别由不同的块控制。
本题是一个Mealy状态机。在所有状态下，

当输入data==0时，次态不变；

当输入data==1时，次态顺序切换。

`timescale 1ns/1ns

module fsm1(
	input wire clk  ,
	input wire rst  ,
	input wire data ,
	output reg flag
);
//*************code***********//
	parameter S0 = 0, S1 = 1, S2 = 2, S3 = 3 ; 
	reg [1:0] state, nstate ; 

	// 当前状态切换
	always @ (posedge clk or negedge rst) begin 
		if (~rst) state <= S0 ; 
		else state <= nstate ; 
	end

	// 次态切换
	always @ (*) begin 
		if (~rst) nstate <= S0 ; 
		else
			case (state) 
				S0 : nstate = data ? S1 : S0 ; 
				S1 : nstate = data ? S2 : S1 ;
				S2 : nstate = data ? S3 : S2 ; 
				S3 : nstate = data ? S0 : S3 ; 
				default : nstate = S0 ; 
			endcase
	end

	// 输出更新
	always @ (posedge clk or negedge rst) begin 
		if (~rst) flag <= 0 ; 
		else 
			case (state) 
				S0 : flag <= 0 ; 
				S1 : flag <= 0 ; 
				S2 : flag <= 0 ; 
				S3 : flag <= data ; 
				default : flag <= 0 ; 
			endcase
	end

//*************code***********//
endmodule