题解 | #根据状态转移表实现时序电路#

`timescale 1ns/1ns

/*
    本题给出的状态转移图是典型的时序电路状态转移示例，
    当被转移状态有多位数据时，需要分别分析每一位的状态转移函数。

    根据时序电路的定义，电路的下一状态不仅与当前的输入信号有关，还与当前状态有关。
    因此要分析状态Q1，Q0当前状态和当前输入对下一状态的影响。

    图中Q1(n+1)在Q1当前状态和A都不变的情况下还发生了转变，因此其结果肯定还与Q0当前状态有关。
    经过卡诺图分析得知，（特别注意：~(A^B)=(~A~B+AB)，这一步是化简状态函数的关键）
    Q1(n+1)=A^Q1(n)^Q0(n)。

    据状态转移表观察知，Q0(n+1)和 Q0(n)、A有关，再经过卡诺图化简得知，Q0(n+1)=~Q0(n)

    题目中给出的输入信号没有Q1和Qn，但根据题目可知，Q1和Qn保存了电路的状态，因此，Q1和Q0应当在编码时使用寄存器变量定义。

    对于电路数据Y，根据卡诺图化简，得到 Y = Q1 & Q0
*/

module seq_circuit (
    A,
    clk,
    rst_n,
    Y    
);
    
    input A;
    input clk;
    input rst_n;

    output Y;

    reg[1:0]    q;

    // q[1]
    always@(posedge clk, negedge rst_n)
    begin
        if(~rst_n)
            q[1] <= 1'b0;
        else
            q[1] <= A ^ q[1] ^ q[0];
    end

    // q[0]
    always@(posedge clk, negedge rst_n)
    begin
        if(~rst_n)
            q[0] <= 1'b0;
        else
            q[0] <= ~q[0];
    end

    assign Y = q[1]&q[0];        

endmodule //seq_circuit