| 1 | // The crossroads | 
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| 2 | // Originally written by R. P. Kurshan | 
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| 3 | // Translated by Rajeev K. Ranjan | 
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| 5 | typedef enum {no_cars, car_waiting, cars_passing} traffic_status; | 
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| 6 | typedef enum {stop, go, slow} traffic_signal; | 
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| 7 | typedef enum {go_slow, go_A, go_B} police_signal; | 
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| 8 | typedef enum {STOPPED_init, STOPPED, GO_init, GO}       car_status; | 
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| 9 | typedef enum {go_A_init, go_A_state, go_B_init, go_B_state} police_state; | 
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| 12 | module environment(clk, status_A, test); | 
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| 13 | input clk; | 
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| 14 | output status_A; | 
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| 15 | output test; | 
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| 17 | traffic_signal wire signal_A, signal_B; | 
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| 18 | traffic_status wire status_A, status_B; | 
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| 19 | police_signal wire signal; | 
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| 20 | wire test; | 
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| 22 | POLICEMAN police (clk, status_A, status_B, signal); | 
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| 24 | assign signal_A = (signal == go_A) ? go : (signal == go_slow) ? slow : stop; | 
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| 25 | assign signal_B = (signal == go_B) ? go : (signal == go_slow) ? slow : stop; | 
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| 28 | ROAD road_A (clk, signal_A, status_A); | 
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| 29 | ROAD road_B (clk, signal_B, status_B); | 
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| 30 | assign test = ((status_A == cars_passing) && (status_B == cars_passing)) ? 0 :1; | 
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| 31 |  | 
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| 32 | collision col(clk, status_A, status_B); | 
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| 33 | starvation starv(clk,status_A); | 
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| 35 | endmodule | 
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| 36 |  | 
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| 37 |  | 
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| 38 | module POLICEMAN(clk, status_A, status_B, signal); | 
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| 39 | input clk; | 
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| 40 | input status_A, status_B; | 
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| 41 | output signal; | 
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| 42 | traffic_status wire status_A, status_B; | 
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| 43 | police_signal wire signal; | 
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| 44 | police_state reg state; | 
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| 45 | wire r_state, ri_state; | 
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| 46 |  | 
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| 47 | assign  ri_state = $ND(0,1); | 
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| 48 | initial | 
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| 49 | begin | 
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| 50 | case(ri_state) | 
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| 51 | 0:state = go_A_init; | 
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| 52 | 1:state = go_B_init; | 
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| 53 | endcase | 
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| 54 | end | 
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| 55 |  | 
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| 56 | assign signal = ((state == go_A_init) || (state == go_B_init)) ? go_slow : | 
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| 57 | (state == go_A_state) ? go_A : go_B; | 
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| 58 | assign r_state = $ND(0,1); | 
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| 59 | always @(posedge clk) begin | 
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| 60 | case(state) | 
|---|
| 61 | go_A_init: begin | 
|---|
| 62 | case(r_state) | 
|---|
| 63 | 0:state = go_A_init; | 
|---|
| 64 | 1:state = go_A_state; | 
|---|
| 65 | endcase | 
|---|
| 66 | end | 
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| 67 | go_B_init: begin | 
|---|
| 68 | case(r_state) | 
|---|
| 69 | 0:state = go_B_init; | 
|---|
| 70 | 1:state = go_B_state; | 
|---|
| 71 | endcase | 
|---|
| 72 | end | 
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| 73 | //      go_A_state: | 
|---|
| 74 | //                 if (status_B == car_waiting) | 
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| 75 | //                      state = go_B_init; | 
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| 76 | //      go_B_state: | 
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| 77 | //                 if (status_A == car_waiting) | 
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| 78 | //                      state = go_A_init; | 
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| 79 |  | 
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| 80 | default: | 
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| 81 | begin | 
|---|
| 82 | if ((signal == go_A) && (status_B == car_waiting)) | 
|---|
| 83 | state = go_B_init; | 
|---|
| 84 | else | 
|---|
| 85 | if ((signal == go_B) && (status_A == car_waiting)) | 
|---|
| 86 | state = go_A_init; | 
|---|
| 87 | end | 
|---|
| 88 | endcase | 
|---|
| 89 | end | 
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| 90 | endmodule | 
|---|
| 91 |  | 
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| 92 |  | 
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| 93 | module ROAD(clk, signal, status); | 
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| 94 | input clk; | 
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| 95 | input signal; | 
|---|
| 96 | output status; | 
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| 97 | traffic_signal wire signal; | 
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| 98 | traffic_status  wire status; | 
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| 99 | car_status reg state; | 
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| 100 | wire r_state; | 
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| 101 |  | 
|---|
| 102 | initial state = STOPPED_init; | 
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| 103 |  | 
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| 104 | assign status = (state == STOPPED_init) ? no_cars: | 
|---|
| 105 | (state == STOPPED) ? car_waiting : | 
|---|
| 106 | (state == GO_init) ? cars_passing: | 
|---|
| 107 | (state == GO) ? no_cars: no_cars; | 
|---|
| 108 | assign r_state = $ND(0,1); | 
|---|
| 109 |  | 
|---|
| 110 | always @(posedge clk) begin | 
|---|
| 111 | case(state) | 
|---|
| 112 | STOPPED_init: | 
|---|
| 113 | begin | 
|---|
| 114 | case(r_state) | 
|---|
| 115 | 0:state = STOPPED_init; | 
|---|
| 116 | 1:state = STOPPED; | 
|---|
| 117 | endcase | 
|---|
| 118 | end | 
|---|
| 119 |  | 
|---|
| 120 | STOPPED: | 
|---|
| 121 | begin | 
|---|
| 122 | if (signal == go) | 
|---|
| 123 | state = GO_init; | 
|---|
| 124 | end | 
|---|
| 125 | GO_init: | 
|---|
| 126 | begin | 
|---|
| 127 | if (signal == stop) | 
|---|
| 128 | state = STOPPED_init; | 
|---|
| 129 | else | 
|---|
| 130 | begin | 
|---|
| 131 | case(r_state) | 
|---|
| 132 | 0:state = GO_init; | 
|---|
| 133 | 1:state = GO; | 
|---|
| 134 | endcase | 
|---|
| 135 | end | 
|---|
| 136 | end | 
|---|
| 137 | GO: | 
|---|
| 138 | state = STOPPED_init; | 
|---|
| 139 | default: ; | 
|---|
| 140 | endcase | 
|---|
| 141 | end | 
|---|
| 142 | endmodule | 
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| 143 |  | 
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| 144 | typedef enum {GOOD, BAD} status; | 
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| 145 |  | 
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| 146 | module collision(clk, status_A, status_B); | 
|---|
| 147 | input clk, status_A, status_B; | 
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| 148 | traffic_status wire status_A, status_B; | 
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| 149 | status reg state; | 
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| 150 |  | 
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| 151 | initial state = GOOD; | 
|---|
| 152 | always @(posedge clk) begin | 
|---|
| 153 | case(state) | 
|---|
| 154 | GOOD: | 
|---|
| 155 | if ((status_A == cars_passing) && (status_B == cars_passing)) | 
|---|
| 156 | state = BAD; | 
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| 157 | endcase | 
|---|
| 158 | end | 
|---|
| 159 | endmodule | 
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| 160 |  | 
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| 161 |  | 
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| 162 | typedef enum {OK, NOT_OK} prop1_status; | 
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| 163 |  | 
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| 164 | module starvation(clk, stat); | 
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| 165 | input clk, stat; | 
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| 166 | traffic_status wire stat; | 
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| 167 | prop1_status reg state; | 
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| 168 |  | 
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| 169 | initial state = OK; | 
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| 170 | always @(posedge clk) begin | 
|---|
| 171 | case(state) | 
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| 172 | OK: | 
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| 173 | begin | 
|---|
| 174 | if (stat == car_waiting) | 
|---|
| 175 | state = NOT_OK; | 
|---|
| 176 | end | 
|---|
| 177 | NOT_OK: | 
|---|
| 178 | begin | 
|---|
| 179 | if (stat == cars_passing) | 
|---|
| 180 | state = OK; | 
|---|
| 181 | end | 
|---|
| 182 | default:; | 
|---|
| 183 |  | 
|---|
| 184 | endcase | 
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| 185 | end | 
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| 186 | endmodule | 
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| 187 |  | 
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