FSM one-hot an toàn: tự hồi phục từ trạng thái cấm

Trên silicon, một hạt neutron hay một glitch nguồn có thể lật một bit của thanh ghi trạng thái. FSM one-hot vào một trạng thái cấm (hai bit 1, hoặc không bit nào), và nếu code không lường trước thì nó kẹt lại đó mãi. Ô tô, hàng không và vũ trụ đòi hỏi FSM an toàn: mọi trạng thái cấm tự quay về trạng thái đã biết. Bài này có một cổng "nạp trạng thái" (như chuỗi scan khi test) để testbench đưa FSM vào trạng thái bất kỳ.

module fsm_safe (
  input  logic       clk,
  input  logic       rst_n,      // reset bất đồng bộ: st = IDLE
  input  logic       start, stall, finish,
  input  logic       load,       // nạp st = load_val ở sườn lên (ưu tiên cao nhất, giá trị bất kỳ)
  input  logic [3:0] load_val,
  output logic [3:0] st          // thanh ghi trạng thái one-hot
);

Không có điều kiện nào thì giữ nguyên trạng thái hợp lệ. Testbench đặt tín hiệu và đọc st ở sườn xuống.