verilog HDL程序：序列检测器的设计【用串行和并行方式编写】

你 所谓的并行，是不是说将一串8位二进制码，如上图中x输入转换为并行

然后判断输入x是否等于预置值1010_1101？

还是题目中键4、3 并行输入信号•键 1、2 预置数据

每次并行检测2位，比如判断x输入两位是否等于10，后两位等于10，再两位等于11，最后两位等于01？

如果是这样，可以将x串行输入，进行个串并转换，例如用一个寄存器reg1[1:0]保存其值。

always @ (posedge clk or negedge rst)

if(!rst)

reg1 <= 2'h0;

else

reg1 <= {x, reg1[1]};

然后对比reg1值是否等于预置值。

仅供参考，谢谢

摘 要计算机组成与结构实验课程是计算机专业以及相关专业学生要学习的一门必修课程，在这门课程中应用EDA技术进行教学，不仅能加深学生对计算机组成与结构课程的理解，也将有利于提高学生进行自主学习的能力以及创新的综合设计能力。正是符合了该课程的预期目的。

关键词计算机组成与结构;EDA技术;实验;应用

计算机及其相关专业的学生在学习过程中，除了要对理论知识加以了解，更重要的是要提升自己的动手能力。计算机组成与结构实验教学，就是计算机专业学生的必修课，通过课程设计把理论知识运用到实践中，可以起到拓展知识的作用。

一、EDA技术概述

EDA也就是电子设计自动化，EDA技术的发展经历了计算机辅助设计、计算机辅助制造、计算机辅助测试以及计算机辅助工程。EDA技术的工具就是计算机，在EDA软件平台上，设计者常常用硬件描述语言HDL来完成具体的课程设计文件，然后再在计算机平台上自动完成逻辑编译、分割、优化、布局、仿真等多个步骤。

EDA技术最大的优势在于用软件的方法来实现硬件的实际功效。一项设计最重要的部分是仿真和调试，采用EDA技术进行设计时，从设计的高层次上对设计进行全局纵览，有助于早期改造结构设计上的毛病，避免工作量的增加，也可以减少进行逻辑功效仿真的工作量，增加设计的成功率。

二、将EDA技术应用于计算机组成与结构课程设计

计算机是一个典型的复杂数字系统，如果在计算机设计系统开发中加入EDA技术的软硬件设计平台，不仅可以提高系统设计与调试的敛率，也可以节约硬件开发成本，缩短设计周期。因此在计算机组成与结构的实践教学中，要不断提高学生利用现代化的电子技术手段进行设计的能力。当然，EDA技术将成为计算机组成与结构实验教学的发展方向。

（一）课程的实施方案

课程设计是要完成模型计算机的设计以及FPGA的实现，而课程实验则是用来验证计算机的各个组成部件以及其具体的逻辑功能的。这两种课程内容都是为了让学生能够掌握计算机的硬件系统中各个部件的具体组成原理、逻辑实现方法及其具体的设计方法，从而建立一种整体的概念，提高学生在学习过程中进行独立分析设计的能力。计算机组成与结构的课程设计中运用了多门课程，比如计算机组成原理、VHDL、汇编语言程序设计等，这些课程都能对学生的自学能力有很好的提高。因为该课程设计不仅在理论上要求学生有扎实的理论基础，在实践上则要求学生具有电路分析与设计、能进行完整实验的能力。

（二）课程设计的内容

计算机组成与结构实验教学中，进行课程设计的内容主要有以下几个方面。首先是进行系统的总体设计，画出模型机的数据通路框图；其次是设计微程序控制器或者硬联线控制器的逻辑结构框图；开始设计机器指令格式和指令系统；由给出的课程题目和设计指令系统来编写相应的汇编语言，进行仿真等。

三、将EDA技术应用于计算机组成与结构课程实验

进行课程设计之后就可以进行具体的课程实践。在进行课程实践之前，要掌握具体的设计方法。计算机的CPU包含基本的功能模块以及与基本功能模块相连的数据通路。在进行课程设计实践时要掌握基本功能模块的具体功能以及各自的特点，再对每个模块进行设计、调试、软件仿真和硬件设计等。计算机组成与结构课程设计实验中采用的CPU采用大多是单总线系统结构的16位CISC CPU，EDA软件大多是可编程逻辑器件设计工具软件。

（一）基本模犁计算机的设计

在具体的课程设计中，为了保证清晰的系统结构，一般在系统的顶层结构采用原理图输入法，而在其他的模块都采用VHDL语言进行设计。对各个模块进行处理时要在文本编辑器中输入每一个单元模块所对应的VHDL源程序，并且要对各个源程序进行编译，可以产生相应的图元，供顶层的电路调用使用。各个模块的图元可以生成图元库，运用EDA技术进行实验课程，很重要的一步就是要进行软件仿真，而仿真的元器件就来源于图元库。在图形编辑器中可以对图元库中的各种图元进行调用，再根据数据通路的总体框架图连接成顶层电路图，就可以进行电路的仿真。计算机组成与结构实验所设计的CISC模型机的顶层电路图中有很多基本器件模块，比如时序信号发生器、程序计数器、算术逻辑运算单元、移位寄存器、指令寄存器、比较器、地址寄存器、一个控制单元等。而这些模块也共用一组16位的三态数据总线。

系统结构中的存储模块是一个重要的组成部分，存储元件由嵌入式阵列块构成，通过调用宏模块并设置模块相关的参数来实现存储功能。系统的各个部分都承担了不同的功能，其中，存储CPU主要是对指令和数据进行执行，具体的过程是处理器从存储元件中读取相应的指令，CPU再执行指令来运行下行的各种程序，整个过程中的指令都被存储在指令寄存器中。译码过程由控制单元完成，控制单元主要是控制相应的信号进行相互作用，并且控制各个处理单元来执行这些指令。

系统结构中的控制模块其实是一个状态机，它主要控制CPU的各项动作之间的顺序，比如取指令、译码、执行指令，控制模块进行 *** 作时要针对各个动作发出具体的时序控制信号，使得计算机内部的各个动作都能进行协调的工作，进而完成各个指令的具体功能。这种方法与微程序设计方法不同，微程序设计法主要在控制存储器中写入微指令，通过控制微程序来执行具体的控制指令。

（二）软件设计

当系统CPU得到一个复位信号后，系统即开始进行复制 *** 作，复位信号是使CPU内部状态复位的一个信号 *** 作。一般说来，系统的每个寄存器都有不同的功能，寄存器1主要存放模块的的起始地址，寄存器2主要存放系统目标区的起始地址，而寄存器6则主要存放被复制模块的末地址。在具体的 *** 作过程中要判断数据模块的复制工作是否已经结束，若已经满足结束条件则可以停止运行，否则要继续记数直至数据模块复制完成。

将设计的程序输入并且进行编译之后，还有一个重要的步骤就是仿真，仿真也是对设计进行验证的一个重要步骤，若在仿真中发现不符合要求的地方，则要及时找出原因进行改正，以保证最终结果的正确性。

结语

计算机组成与结构课程是锻炼学生积极思考以及提升其思维能力的重要课程，不同的设计对象和内容导致设计的具体内容完全不同，这也考验了学生独立思考的能力，由于EDA技术与计算机输入技术、逻辑编程和仿真等方面都有紧密的联系，而且在硬件实验之后有具体的图像可以进行对比，因此在实验教学中具有很好的灵活性和可 *** 作性。也能提高学生进行软件开发的能力，可以达到课程设计的效果。

参考文献

[1]陈智勇计算机原理课程设计的改革与实践[J]电气电子教学学报,2005,27(5):71—73

[2]周华,王斐EDA技术的特点与发展趋势[J]西安航空技术高等专科学校学报,2009（03）：98-99

[3]张亮应用EDA技术改革“计算机组成原理”课程设计[J]计算机教育,2009（19）：:753

你没有说错，确实是只有四个状态。可能是题目的问题。a和b两个组合只可能有00 01 10 11这四个状态了。

但是他有五个状态意思会不会是叫你设计的有自校正能力，你可以试试2'bxx这个状态，把这个加进去，在状态未知的时候始终矫正为初态，我觉得这也是一个解决办法。

关于状态机的一个极度确切的描述是它是一个有向图形，由一组节点和一组相应的转移函数组成。

状态机通过响应一系列事件而“运行”。

每个事件都在属于“当前” 节点的转移函数的控制范围内，其中函数的范围是节点的一个子集。

函数返回“下一个”（也许是同一个）节点。

这些节点中至少有一个必须是终态。

当到达终态， 状态机停止。

包含一组状态集（states）、一个起始状态（start state）、一组输入符号集（alphabet）、一个映射输入符号和当前状态到下一状态的转换函数（transition function）的计算模型。

当输入符号串，模型随即进入起始状态。

它要改变到新的状态，依赖于转换函数。

在有限状态机中，会有有许多变量，例如，状态 机有很多与动作（actions）转换(Mealy机)或状态（摩尔机）关联的动作，多重起始状态，基于没有输入符号的转换，或者指定符号和状态（非定有 限状态机）的多个转换，指派给接收状态（识别者）的一个或多个状态，等等。

传统应用程序的控制流程基本是顺序的：遵循事先设定的逻辑，从头到尾地执行。

很少有事件能改变标准执行流程；而且这些事件主要涉及异常情况。

“命令行实用程序”是这种传统应用程序的典型例子。

另一类应用程序由外部发生的事件来驱动——换言之，事件在应用程序之外生成，无法由应用程序或程序员来控制。

具体需要执行的代码取决于接收到的事件，或者它 相对于其他事件的抵达时间。

所以，控制流程既不能是顺序的，也不能是事先设定好的，因为它要依赖于外部事件。

事件驱动的GUI应用程序是这种应用程序的典 型例子，它们由命令和选择（也就是用户造成的事件）来驱动。

Web应用程序由提交的表单和用户请求的网页来驱动，它们也可划归到上述类 别。

但是，GUI应用程序对于接收到的事件仍有一定程度的控制，因为这些事件要依赖于向用户显示的窗口和控件，而窗口和控件是由程序员控制的。

Web应用 程序则不然，因为一旦用户采取不在预料之中的 *** 作（比如使用浏览器的历史记录、手工输入链接以及模拟一次表单提交等等），就很容易打乱设计好的应用程序逻辑。

显然，必须采取不同的技术来处理这些情况。

它能处理任何顺序的事件，并能提供有意义的响应——即使这些事件发生的顺序和预计的不同。

有限状态机正是为了满足这方面的要求而设计的。

有限状态机是一种概念性机器，它能采取某种 *** 作来响应一个外部事件。

具体采取的 *** 作不仅能取决于接收到的事件，还能取决于各个事件的相对发生顺序。

之所以能 做到这一点，是因为机器能跟踪一个内部状态，它会在收到事件后进行更新。

为一个事件而响应的行动不仅取决于事件本身，还取决于机器的内部状态。

另外，采取 的行动还会决定并更新机器的状态。

这样一来，任何逻辑都可建模成一系列事件/状态组合。

第三个always这样写没错，但是case的敏感变量是current_state,不是next_state不知道你看的什么书，但我还是推荐你看下《Verilog HDL程序设计与实践》，里面关于状态机讲的十分清楚！

额，你这个问题有点纠结

你可以想象下函数间的跳转。。。

函数的调用是一个压栈和d栈的过程，假如以在函数间随意跳转，而不返回的话，那么就是不停的压栈，而不d栈，而调转到另一函数的堆栈区间也将被破坏，这样就会产生一些不确定的诡异错误，我想这个你是可以想象的到的

但是你说想无条件跳转，那么函数间的跳转时不现实的，只能嵌套。

我推荐的方法是使用状态机，在单片机的while中档函数返回后判断当前状态决定下一个执行的函数。这种方法在程序设计中很常用

但是你假如是在想实现那种无条件跳转，其实也是可以的，不过需要使用C的宏来代替函数

比如有这样个函数

void set_val(int a , int val)

{

a = val;

}

void main()//对于单片机main的返回没啥意义

{

int a = 0;

while(1)

{

set_val(&a, 1);

}

}

可以改成这样

#define set_val( a , val)\

a = val;\

goto jump;\

void main()//对于单片机main的返回没啥意义

{

int a = 0;

while(1)

{

jump:

set_val(a, 1);

}

}

用宏而不适用函数这样基本可以满足你的需要，就是任意跳转，不过这种结构我十分不推荐。。。

这个程序我都没调试过，不过意思是这个意思

你可能汇编写的比较多，对C语言了解可能不多，我以前写单片机的时候也是用C写的，没啥实现不了的功能，慢慢你就习惯了哈

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