数字IC手撕代码——模七检测器，序列检测联发科提前批笔试_状态机检测7的倍数

题目：用状态机检测串行输入单bit序列ser_in，每当已输入序列为7的倍数时，拉高信号flag_7。其中输入时钟为clk 上升沿采样，复位信号为rst_n，低电平有效

这题思路借鉴于模三检测器：使用verilog代码，设计电路，判断输入序列能否被三整除，能的话输出1，不能的话输出0。

模三检测器

原理

判断输入序列的序列监测器，一个输入被三除，对于余数来说只有三种可能，分别为0、1、2（整除，余数为1，余数为2），假如0、1、2对应三种状态，加上IDLE状态，我们需要四个状态来表示模三检测器的状态机（换到模七就是八个状态）。

关键点

输入序列是一边移位、一边输入，假如第一位输入1，第二位输入0，在输入第二位的时候，当前输入序列表示为10，即先输入的1移动到了输入序列的最高位。

模三检测器的本质，是一个结合了当前状态和输入序列，来判断输出的mealy型状态机（输出与当前状态和输入都有关）

所以具体的状态机转换为：

状态转换图

 代码

// 模三
module mod3_check(
    input  clk,
    input  rst_n,
    input  data,
    output test
);
 
    parameter IDLE = 2'b00;
    parameter s1   = 2'b01;
    parameter s2   = 2'b10;
    parameter s3   = 2'b11;
    
    reg [1 : 0] state;
    reg [1 : 0] nstate;
    
    always@(posedge clk or negedge rst_n) begin
        if(rst_n == 1'b1)
            state <= IDLE;
        else
            state <= nstate;
    end
    
    always(*) begin
        case(state)
            IDLE : nstate = data ? s1 : s3;
            s1   : nstate = data ? s3 : s2;
            s2   : nstate = data ? s2 : s1;
            s3   : nstate = data ? s1 : s3;
            default nstate = IDLE;
        endcase
    end
    
    assign test = state == s3 ? 1 : 0;
    
endmodule

模七检测器

用状态机检测串行输入单bit序列ser_in，每当已输入序列为7的倍数时，拉高信号flag_7。其中输入时钟为clk 上升沿采样，复位信号为rst_n，低电平有效

状态转换图

 代码

// 模七
module mod7_check(
    input  clk,
    input  rst_n,
    input  data,
    output test
);
 
    parameter IDLE = 3'b000;
    parameter s1   = 3'b001;
    parameter s2   = 3'b010;
    parameter s3   = 3'b011;
    parameter s4   = 3'b100;
    parameter s5   = 3'b101;
    parameter s6   = 3'b110;
    parameter s7   = 3'b111;
    
    reg [1 : 0] state;
    reg [1 : 0] nstate;
    
    always@(posedge clk or negedge rst_n) begin
        if(rst_n == 1'b1)
            state <= IDLE;
        else
            state <= nstate;
    end
    
    always(*) begin
        case(state)
            IDLE : nstate = data ? s1 : s7; // 1 -> s1 , 0 -> s7
            s1   : nstate = data ? s3 : s2; // 11 -> s3 , 10 -> s2
            s2   : nstate = data ? s5 : s4; // 101 -> s5 , 100 -> s4
            s3   : nstate = data ? s7 : s6; // 111 -> s7 , 110 -> s6
            s4   : nstate = data ? s2 : s1; // 1001 -> s2 , 1000 -> s1
            s5   : nstate = data ? s4 : s3; // 1011 -> s4 , 1010 -> s3
            s6   : nstate = data ? s6 : s5; // 1101 -> s6 , 1100 -> s5
            s7   : nstate = data ? s1 : s7; // 1111 -> s1 , 1110 -> s7
            default nstate = IDLE;
        endcase
    end
    
    assign test = state == s7 ? 1 : 0;
    
endmodule