简析 同步FIFO是指读写数据使用的是同一个时钟，所以不用进行跨时钟域处理。 FIFO的重点和难点是空满状态的判断。本程序设置了统计FIFO内部数据数量的计数器cnt，并根据计数器的大小判断空满。设FIFO的深度是DEPTH，如果cnt==0，说明FIFO内没有数据；如果cnt==DEPTH，说明FIFO已存满。 计数器根据读写信号自增或者自减。当读写同时进行时，计数器数值不变；当有效写入时计数器减1；当有效读取时，计数器加1。 代码 `timescale 1ns/1ns /**********************************RAM***********************...

简析 使用自然二进制码计数时，相邻数据之间可能会产生多bit的变化。比如，从0111→11110111\rightarrow11110111→1111，四个bit全部发生了变化。这会产生较大的尖峰电流以及其他问题。格雷码是一种相邻数据只有1bit变化的码制。    十进制 自然二进制 格雷码     0 000 000   1 001 001   2 010 011   3 011 010   4 100 110   5 101 111   6 110 101   7 111 100    自然二进制码binary_codebinary\_codebinary_code转换为格雷码gray_c...

简析 分频器  偶数分频器。VL13 时钟分频（偶数）。 奇数分频器。VL18 无占空比要求的奇数分频，VL16 占空比50%的奇数分频。 小数分频器。VL17 任意小数分频。  小数分频器是分频器中最难的一种，而且不能像整数分频那样得到均匀且占空比为50%的分频输出。 小数分频 假设输出clk_out是输入clk_in的NNN分频。首先要将分频系数NNN化为分数形式，比如4.75→1944.75\rightarrow \frac{19}{4}4.75→419​，3.4→34103.4\rightarrow \frac{34}{10}3.4→1034​。本题中，8.78.78.7可以化为871...

和根据状态转移写状态机-三段式相比，就是将输出块和次态切换块合并。 `timescale 1ns/1ns module fsm2( input wire clk , input wire rst , input wire data , output reg flag ); //*************code***********// parameter S0=0, S1=1, S2=2, S3=3, S4=4; reg [2:0] state, nstate; always@(posedge clk or negedge rst) begin if(~rst) state <= S0...

简析 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******...

这道题比占空比50%的奇数分频要简单很多，而且答案并不唯一。不过Testbench只限定了一种分频结果。 设置一个计数器cnt，计数范围0-4，每个clk_in周期加1。当计数器数值在0~1时，clk_out5==1；当计数器数值在2~4时，clk_out5==2。这样就实现了周期为5、占空比为35\frac{3}{5}53​的clk_out5。 `timescale 1ns/1ns module odd_div ( input wire rst , input wire clk_in, output wire clk_out5 ); //*************code**********...

简析  clk_pos是周期为7且在clk_in上升沿翻转的信号， clk_neg是周期为7且在clk_in下降沿翻转的信号。二者的占空比都是37\frac{3}{7}73​。最后clk_out7等于二者相或。 上面的波形图是用WaveDrom画出来的，它还可以绘制门电路图，也是Github上的开源项目，很推荐。 波形图代码： {signal: [ {name: 'clk_in', wave: 'n............', period:2}, {name: 'rst', wave: '0.1.......................'}, {name: 'cnt', wave: '=...

简析 输入：d1, d2, sel 输出: out1, out2, out3 和自动贩售机1相比多了选择饮料的功能，但少了一种货币，总体上难度相似。 首先自动贩售机中可能存在的几种金额：0，0.5，1，1.5，2，2.5，3。然后直接将其作为状态机的几种状态，并根据投币面额确定状态转移。当贩售机内金额大于等于1.5时，也就是S1_5及以后的状态，还应根据饮料种类做判断。如果选择的是饮料1，sel=0，则返回S0状态；如果选择的是饮料2，sel=1，则根据投入的货币继续向下转移状态。当贩售机内金额大于等于2.5时，也就是S2_5及以后的状态，肯定足够购买饮料，状态机直接返回S0，并根据情况找零。...

简析 输入：d1,d2,d3 输出：out1，out2[1:0] d1、d2、d3拉高半个周期时分别表示自动贩售机投入了0.5元、1元和2元。out1表示是否找零，out2表示找零的数额。此外，自动贩售机每次只允许投入一枚货币。 首先自动贩售机中可能存在的几种金额：0，0.5，1，1.5，2，2.5，3。然后直接将其作为状态机的几种状态，并根据投币面额确定状态转移。   代码 `timescale 1ns/1ns module seller1( input wire clk , input wire rst , input wire d1 , input wire d2 , input wir...

简析 题目要求使用D触发器对时钟进行二分频、四分频和八分频。 D触发器   真值表：    clk D Q Q*     ↱\Rsh↱ 0 0 0   ↱\Rsh↱ 0 1 0   ↱\Rsh↱ 1 0 1   ↱\Rsh↱ 1 1 1    D是触发器输入，Q是输出的上一状态，Q*是输出的下一状态。 D触发器时钟分频   代码 `timescale 1ns/1ns module even_div ( input wire rst , input wire clk_in, output wire clk_out2, output wire clk_out4, output wire clk_o...

简析   题目要求检测1011序列。重复序列检测状态机的难点是确定不同输入的情况下状态如何转移。根据波形，从左向右对序列进行匹配：  S0: 初始状态，代表目前没有接收到满足要求的数据。data==1时，等于1011中的第一个数，进入S1状态；data==0时，保持状态。 S1：代表目前已经有了1个匹配的数据。data==0时，当前序列为10，等于1011中的前两个数，进入S2状态；data==1时，当前序列为11，不是1011的前两个数，但1是1011的第一个数，所以保持S1状态。 S2：代表目前已经有了2个匹配的数据。data==1时，当前序列为101，等于1011中的前三个数，进入S3状...

简析 本状态机的状态转移图如下：   上面六种状态分别代表已接收到0个......5个有效数据。本题和不重叠序列检测不同，后者要求以每六个输入为一组，所以需要配合计数器，而本题不用。 代码 `timescale 1ns/1ns module sequence_test1( input wire clk , input wire rst , input wire data , output reg flag ); //*************code***********// parameter S0=0, S1=1, S2=2, S3=3, S4=4, S5=5; reg [2:0] sta...