模 12 可暫停計數器

題目說明

請設計一個名為 counter_12 的 4 位元同步計數器。

計數器的計數範圍為：

0 到 11

也就是依序產生：

0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 0, 1, ...

輸入訊號 valid_count 用來控制是否進行計數：

• 當 valid_count = 1 時，計數器在每個 clk 上升沿加一。
• 當 valid_count = 0 時，計數器暫停，輸出 out 保持不變。
• 當計數值為 11 且 valid_count = 1 時，下一個計數值回到 0。
• 當低電位有效重置訊號 rst_n = 0 時，計數器立即重置為 0。

模組介面

計數行為

重置

當：

rst_n = 0

時：

out = 0000

暫停計數

當：

rst_n = 1
valid_count = 0

時：

out 保持不變

正常計數

當：

rst_n = 1
valid_count = 1
out < 11

時：

out = out + 1

回繞

當：

rst_n = 1
valid_count = 1
out = 11

時：

out = 0

設計要求

• 模組名稱必須為 counter_12。
• out 必須是 4 位元暫存器。
• rst_n 為低電位有效重置。
• Reset 時將 out 設為 4'b0000。
• valid_count = 1 時才進行計數。
• valid_count = 0 時保持目前計數值。
• 計數範圍為 0 到 11。
• 從 11 再次計數時必須回到 0。
• 時序邏輯必須使用 nonblocking assignment。

程式設計模板

module counter_12 (
    input            rst_n,
    input            clk,
    input            valid_count,
    output reg [3:0] out
);

    // Write your code here

endmodule