题目
约翰逊(扭环形)计数器是基于移位寄存器的计数器，用N个寄存器表示2N个状态，请设计一个4位约翰逊计数器，和格雷码有点类似，相邻两个状态之间只有1bit是不同的。
代码
DUT
module johnson_cnt(input wire clk,input wire rst_n,output reg [3:0] out);always_ff @(posedge clk or negedge rst_n) begin : proc_outif(~rst_n) beginout <= 'd0;end else beginout <= {~out[0], out[3:1]} ;endend endmodule 123456789101112131415
TB
module tb_johnson_cnt();reg clk, rst_n;wire [3:0] out;initial beginclk = 'b0;rst_n = 'b0;# 10rst_n = 'b1;# 2000$finish;endalways #5 clk = ~clk;johnson_cnt dut(clk,rst_n,out); endmodule
1234567891011121314151617181920212223242526仿真
小结
约翰逊计数器由于相邻两个状态跳转的时候只有1bit发生变化，所以译码电路简单，同时也可以减少竞争冒险现象的发生。一开始看这个题的时候，想到的是Q1-Q4这4个寄存器，也就是一列一列的看，发现Q3寄存Q4, Q2寄存Q3,Q1寄存Q2, Q4寄存~Q1,于是就想到了移位打拍，本质与这样用一个式子表示出来是一样的。
参考链接：https://wenku.baidu.com/view/0b116b23c1c708a1294a446e.html
