FSM máy bán hàng: giá 15, nhận xu 5 và 10

Máy bán hàng là bài FSM kinh điển nhất trong phỏng vấn. Nó đơn giản, nhưng đủ để thấy bạn có chọn trạng thái hợp lý không, có phân biệt ngõ ra Moore/Mealy không, và có xử lý đủ mọi tổ hợp không.

module vending (
  input  logic       clk,
  input  logic       rst_n,     // reset bất đồng bộ, tích cực thấp
  input  logic       coin5,     // xung 1 nhịp: bỏ xu 5
  input  logic       coin10,    // xung 1 nhịp: bỏ xu 10 (không bao giờ cùng lúc với coin5)
  output logic       vend,      // xung 1 nhịp: nhả hàng
  output logic       change5,   // xung 1 nhịp: trả lại 5
  output logic [3:0] credit     // số tiền đang giữ: 0, 5 hoặc 10
);

Giá hàng là 15. Ở mỗi sườn lên của clk:

• Có xu: tổng = credit + giá trị xu.
  • tổng ≥ 15: credit về 0, vend = 1 trong nhịp kế tiếp, và change5 = 1 nếu tổng = 20.
  • tổng < 15: credit = tổng.
• Không có xu: credit giữ nguyên.
• vend và change5 là thanh ghi. Chúng bằng 1 đúng một nhịp ngay sau sườn bán hàng, các nhịp khác bằng 0.

Sau reset: credit = 0, vend = change5 = 0.

Testbench đặt xu và đọc ngõ ra ở sườn xuống của clock.