斐波那契数列verilog实现

 前言：

        该题为睿思芯科笔试题，笔试时长20分钟。

题目描述

        用代码实现斐波那契数列，代码需要对对enable敏感，当enable为高几周期，sum在enble为高的下一周期输出第几个斐波那契数，斐波那契数列的生成是后一个数字是前两个数字之和，如下序列：0、1、1、2、3、5、8、13、21、34...，当enable为0时，输出端口sum的值为0

        另外，当enable拉高第一周期时，在下一拍输出0，拉高第n个周期，在下一拍输出第n个斐波那契值。

tips：斐波那契数列F(0)=1，这里的F(0)=0是因为笔试题就是这样出的，笔者仅是复述题目并实现，重点在于实现思路。

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解题思路

        解题的方法就是利用斐波那契数列的特性，用两个寄存器存储斐波那契数列的值，然后在下一周期通过非阻塞赋值更新reg1和reg2的值，并且把二者之和输出给sum。

				reg_sum<= reg1+reg2;
				reg1 <= reg2;
				reg2 <= reg1+reg2;

        还有一个要点，题目要求 enable为0时，sum输出0，所以由于enble和输出的sum是错了一拍的，为了让他们对齐，需要对enble打一拍得到enable_dl。然后根据enable_dl是否为1，确定输出应该为斐波那契值还是0.

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代码

module fib_gen(
			input         clk, // positive edge trigger clock
			input         rstn,// active low reset 
			input         enable,
			output  [31:0]  sum
);
	reg [31:0] reg1,reg2,reg_sum;
	reg [31:0] counter;
	reg enable_dl;
	always @(posedge clk)begin
		if(!rstn)begin
			reg1 <= 32'd0;
			reg2 <= 32'd1;
			reg_sum <= 32'd0;
		end
		else if(enable )begin
			if(counter==32'd0)begin
				reg_sum <= 32'd0;
			end
			else if(counter == 32'd1)begin
				reg1 <= 32'd0;
				reg2 <= 32'd1;
				reg_sum <= 32'd1;
			end
			else begin
				reg_sum<= reg1+reg2;
				reg1 <= reg2;
				reg2 <= reg1+reg2;
			end
		end	
	end

	always @(posedge clk)begin
		if(!rstn)
				counter <= 32'd0;
		else if(enable)begin
				counter <= counter + 1'b1;
		end
	end
	always @(posedge clk)begin
		if(!rstn)
			enable_dl<= 1'd0;
		else
			enable_dl <= enable;
	end
	assign sum = enable_dl ? reg_sum:0;

	
endmodule

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testbench

module tb();
reg clk, rstn,enable;
wire [31:0 ]sum;
initial begin
    forever #5 clk = ~clk;
end
initial begin
    rstn = 1'b0;
    clk = 1'b1;
    enable = #1 1'b0;
#10
    rstn = #1  1'b1;
#10
    enable = #1 1'b1;
#100
    $finish();
end

fibonacci u_fibonacci(
    .clk        (clk        ),
    .rstn       (rstn       ),
    .enable     (enable     ),
    .sum        (sum        )
);

initial begin
    $fsdbDumpfile("fibonacci.fsdb");
    $fsdbDumpvars(0);
end

endmodule

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波形