面试题记录1

题目：
给定一个输入序列01101001101101101找出序列为1101并统计其个数。请用有限状态机（FSM）实现。

解题：
代码：

module sequence_detector(input wire clk,    // 时钟信号input wire reset,  // 复位信号input wire seq_in, // 输入序列output reg [3:0] count // 计数器
);// 状态编码parameter S0 = 4'b0000, // 初始状态S1 = 4'b0001, // 检测到 '1'S11 = 4'b0011, // 检测到 '11'S110 = 4'b0110, // 检测到 '110'S1101 = 4'b1101; // 检测到 '1101'reg [3:0] current_state, next_state;// 状态转移：根据时钟上升沿或复位信号进行状态转移always @(posedge clk or posedge reset) beginif (reset) begincurrent_state <= S0;count <= 0;end else begincurrent_state <= next_state;endend// 下一个状态逻辑：根据当前状态和输入序列计算下一个状态always @(*) begincase (current_state)S0: beginif (seq_in == 1)next_state = S1;elsenext_state = S0;endS1: beginif (seq_in == 1)next_state = S11;elsenext_state = S0;endS11: beginif (seq_in == 0)next_state = S110;elsenext_state = S11;endS110: beginif (seq_in == 1)next_state = S1101;elsenext_state = S0;endS1101: beginif (seq_in == 1)next_state = S11;elsenext_state = S0;enddefault: next_state = S0;endcaseend// 输出逻辑：当达到状态S1101时增加计数器always @(posedge clk or posedge reset) beginif (reset) begincount <= 0;end else if (current_state == S1101) begincount <= count + 1;endendendmodule

仿真模块：

// 测试模块
module tb_sequence_detector;// 测试信号reg clk;reg reset;reg seq_in;wire [3:0] count;// 实例化序列检测器sequence_detector uut (.clk(clk),.reset(reset),.seq_in(seq_in),.count(count));// 时钟信号生成always #5 clk = ~clk;initial begin// 初始化信号clk = 0;reset = 0;seq_in = 0;// 复位reset = 1;#10;reset = 0;// 提供输入序列 01101001101101101seq_in = 0; #10;seq_in = 1; #10;seq_in = 1; #10;seq_in = 0; #10;seq_in = 1; #10;seq_in = 0; #10;seq_in = 0; #10;seq_in = 1; #10;seq_in = 1; #10;seq_in = 0; #10;seq_in = 1; #10;seq_in = 1; #10;seq_in = 1; #10;seq_in = 0; #10;seq_in = 1; #10;seq_in = 1; #10;seq_in = 0; #10;seq_in = 1; #10;// 结束仿真#50;$finish;end
endmodule

结果正确：
在这里插入图片描述
解析：
1、状态定义：
定义FSM的不同状态来表示已经检测到的序列部分。
S0：初始状态
S1：检测到一个1
S11：检测到11
S110：检测到110
S1101：检测到1101（目标序列）
2、状态转移：根据输入位和当前状态确定下一个状态。
3、计数逻辑：每当FSM到达目标状态S1101时，增加计数器。