BUAA-CO-P1-课下

FSM

T1_饮料机

饮料价格为2元，顾客只能选择投0.5元、1元、退回所有硬币、不投。当投币总额不足2元，drink置0，当投币总额超过2元，drink置1，同时back置超出的钱币。若选择退回所有硬币，back置退回钱币。

出货的周期仍然可以投币

信号名	方向	描述
clk	I	时钟信号
reset	I	异步复位信号，回归初始状态，所有输出为0
coin[1:0]	I	投入的硬币，2’b00代表未投币，2’b01代表投入5角，2’b10代表投入1元，2’b11代表按下退币按钮
drink	O	顾客是否能获得饮料，1代表是，0代表否
back[1:0]	O	售货机返还的钱数，2’b00代表不返还，2’b01代表5角，2’b10代表1元，2’b11代表1.5元

根据“出货的周期仍可以投币”得知，这一定是一个Mealy机。如果是Moore机，显然需要到达一个“输出状态”，同时出货，再继续处理投币，即出货周期不接受投币。而Mealy机可以在转移的同时处理投币。

Mealy机可以把输出和状态转移写在一起，不过这样的话需要把输出设置成reg，并且不要忘记在always块头部进行初始化。

T2_表达式状态机

表达式定义：单个数字是表达式；如果X是，Y是，那么X+Y和X*Y也是

每个时钟上升沿读入一个ASCII码字符，判断目前已读入的所有字符组成的字符串是否符合表达式定义

有点小坑的一道题。根据定义，12+34，1++等包含连续数字或符号的字符串都不是表达式。但是发现，status只能记录前一个状态，并不能表示出“之前有没有错误”（显然，一个非表达式无论与什么内容拼接，都不能再得到表达式）。

举个例子，输入1，状态表示“读入数字”，再输入2，状态依旧表示“读入数字”，这时如果读入+3，状态将显示“数字、字符、数字”，即“是表达式”，但这其实并不是表达式。

为解决这个问题，只需要加入另一个寄存器error，记录曾经出现过的错误（例如数字后又输入了一个数字），当error == 1时无论如何输出“错误”，并且仅在reset时才清零。

T3_带括号的表达式状态机

只考虑带一层括号的情况，如(1+2*3)，不需要识别嵌套括号

我写状态机的原则是除status以外，其他变量越少越好，这样可以简化输出时的判断条件，避免一堆if...else...和&&...||...混杂在一起，导致难以发现的bug。我的舍友为了减少状态数量，多加了一个left变量，以记录是否有未匹配的左括号，导致了一些两个人都de不出来的bug，非常难受…

我的状态图：

testbench的优雅写法

input_string

reg [0:1023] S = "input_string";
integer i = 0;
initial begin
   while(!S[0:7]) S = S << 8;

   for(i = 0; S[0:7]; S = S << 8) begin
      in = S[0:7];
      #5;
   end
end

rofie简直是个天才，完美解决了与字符串相关的testbench太难写的问题。定义了reg[0:1023]来存储要输入的字符串（个人理解，从小端开始是为了防止取值时不知道引脚的具体数值），由于字符串被放在最右侧，所以要不断左移，直到开始有内容，随后每次读取0:7位的内容输入到in的7:0位