ステートマシンのロジック

CoddyのVerilogジャーニー「基礎」セクションの一部 — レッスン 80/90。

チャレンジ

このレッスンでは、信号機コントローラーに状態遷移ロジックを追加します。ステートマシンは、ある状態から次の状態へいつ移行するかを決定します。

ステートマシンロジックは、信号機がいつ、どのように状態を変化させるかを制御します。

状態の順序

Green → Yellow → Red → Green → …

あなたのタスクは、モジュールにステートマシンロジックを追加することです。

行うべきこと:

always @(posedge clk or posedge reset) ブロックを追加する
リセット時、state を Red (2) に設定する
next が 1 のとき、次の状態へ移行する:
- 状態が Green (0) の場合: Yellow に変更する
- 状態が Yellow (1) の場合: Red に変更する
- 状態が Red (2) の場合: Green に変更する

自分で試してみよう

module traffic_light (
  input clk,
  input reset,
  input next,           // 状態を変更するためのトリガー
  output reg red,
  output reg yellow,
  output reg green
);

  reg [1:0] state;

  // 出力の割り当て
  always @(*) begin
    case (state)
      0: begin green = 1; yellow = 0; red = 0; end
      1: begin green = 0; yellow = 1; red = 0; end
      2: begin green = 0; yellow = 0; red = 1; end
      default: begin green = 0; yellow = 0; red = 1; end
    endcase
  end

  // TODO: ステートマシンのロジックを追加（タイミングなし）
  // always @(posedge clk or posedge reset) begin
  //   if (reset) begin
  //     state <= 2;
  //   end else if (next) begin
  //     case (state)
  //       0: state <= 1;
  //       1: state <= 2;
  //       2: state <= 0;
  //     endcase
  //   end
  // end

endmodule