基于verilog实现序列相关检测

news2024/11/17 2:38:07

题目来源牛客网，完整工程源码：https://github.com/ningbo99128/verilog

1、VL25 输入序列连续的序列检测

题目介绍

思路分析

代码实现

仿真文件

2、VL26 含有无关项的序列检测

题目介绍

思路分析

代码实现

仿真文件

3、VL27 不重叠序列检测

题目介绍

思路分析

代码实现

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4、VL28 输入序列不连续的序列检测

题目介绍

思路分析

代码实现

仿真文件

1、VL25 输入序列连续的序列检测

题目介绍

请编写一个序列检测模块，检测输入信号a是否满足01110001序列，当信号满足该序列，给出指示信号match。模块的接口信号图如下：

模块的时序图如下：

请使用Verilog HDL实现以上功能，并编写testbench验证模块的功能

输入描述：

clk：系统时钟信号

rst_n：异步复位信号，低电平有效

a：单比特信号，待检测的数据

输出描述：

match：当输入信号a满足目标序列，该信号为1，其余时刻该信号为0

思路分析

由状态图可以看出，在s5、s6状态为1时，其状态分别为011101、0111001，不满足序列条件，从而跳转到s2状态继续执行检测；其余状态均为跳转到s2状态；最后在s8状态时，满足序列01110001条件，输出信号match为1。

代码实现

//第一段 状态转移
always @(posedge clk or negedge rst_n)begin
	if(!rst_n)
		curr_state <= s0;
	else
		curr_state <= next_state;
	end

//第二段 转移状况
always @(*)begin
	case(curr_state)
		s0:	begin
				if(a==0) 	next_state = s1;
				else 		next_state = s0;	
			end
		s1:	begin
				if(a==1) 	next_state = s2;
				else 		next_state = s0;	
			end
		s2:	begin
				if(a==1) 	next_state = s3;
				else 		next_state = s0;	
			end
		s3:	begin
				if(a==1) 	next_state = s4;
				else 		next_state = s0;	
			end
		s4:	begin
				if(a==0) 	next_state = s5;
				else 		next_state = s0;	
			end
		s5:	begin
				if(a==0) 	next_state = s6;
				else 		next_state = s2;	
			end
		s6:	begin
				if(a==0) 	next_state = s7;
				else 		next_state = s2;	
			end
		s7:	begin
				if(a==1) 	next_state = s8;
				else 		next_state = s0;	
			end
		s8:	begin next_state = s0; end			
		default: begin next_state = s0;end
	endcase	   
end
	
/********* 第三段 状态输出 moore FSM ************/

//标志信号
always @(posedge clk or negedge rst_n)begin 
	if(!rst_n)
		match <= 1'b0;	
	else if(curr_state == s8)    //注意此处是curr_state 
		match <= 1'b1;					
	else
		match <= 1'b0;	
end

仿真实现

注意match的变化，是在a序列结束后的1个时钟周期，而不是在a序列最后一位刚开始就产生变化。

2、VL26 含有无关项的序列检测

题目介绍

请编写一个序列检测模块，检测输入信号a是否满足011XXX110序列（长度为9位数据，前三位是011，后三位是110，中间三位不做要求），当信号满足该序列，给出指示信号match。

程序的接口信号图如下：

时序图如下：

请使用Verilog HDL实现以上功能，并编写testbench验证模块的功能。要求代码简洁，功能完整。

输入描述：

clk：系统时钟信号

rst_n：异步复位信号，低电平有效

a：单比特信号，待检测的数据

输出描述：

match：当输入信号a满足目标序列，该信号为1，其余时刻该信号为0

思路分析

状态转移图如下：

有一个疑惑是，在s6状态时，011xxx后面有2个状态分别为011xxx0、011xxx1；如果是011xxx1那没问题，继续跳转下一个状态，那如果是011xxx0，应该返回哪个状态呢？要不要识别一下x的值，如果前3个x恰好是011，那应该返回到s3状态，而不是s0状态。这样好像把题目想的太复杂了。最后按照最简单的思路来，就好了。

代码实现

//第二段 转移状况
always @(*)begin
	case(curr_state)
		s0:	begin
				if(a==0) 	next_state = s1;
				else 		next_state = s0;	
			end
		s1:	begin
				if(a==1) 	next_state = s2;
				else 		next_state = s0;	
			end
		s2:	begin
				if(a==1) 	next_state = s3;
				else 		next_state = s0;	
			end
		s3:	begin next_state = s4; end
		s4:	begin next_state = s5; end
		s5:	begin next_state = s6; end
		s6:	begin
				if(a==1) 	next_state = s7;
				else 		next_state = s0;	
			end
		s7:	begin
				if(a==1) 	next_state = s8;
				else 		next_state = s0;	
			end
		s8:	begin
				if(a==0) 	next_state = s9;
				else 		next_state = s0;	
			end		
		s9:	begin next_state = s0; end			
		default: begin next_state = s0;end
	endcase	   
end