Pre上机logisim部分——俄罗斯方块
一.题目的回忆
1.关于输入输出
| name | width |
|---|---|
| input | 8 |
| reset | 1 |
| clk | 1 |
| output | 2 |
2.题意
我们利用mealy型状态机实现俄罗斯方块的模拟。假设我们有一个1行8列的空间，在每个时钟周期进行一个8位的输入，这个输入以独热码形式，如00000001表示在第一块空间放入方块，对于放置方块的输出有如下要求：
- 若尝试放置处已有方块，则当前想要放入的方块被阻挡，输出
01. - 若尝试放置处无方块且其他位置处至少有一处无方块，则成功放入方块，输出
10。 - 若尝试放置处无方块，此外每个位置都有方块，则清空所有方块，输出得分
11。
3.电路模块外观
这部分对于题意倒是无关紧要 后续题解补充，唯一的坑点在于我们搭建好的电路可能与标准要求的电路外观不同，涉及到修改子电路外观。
二.题意理解
对于这道题目，由于要求搭建状态机，我的思路被局限在pre教程中提示过的利用真值表的解法。事实上，mealy状态机的下一状态逻辑和输出逻辑的输入是相同的，即电路的上一状态和当前输入。我们粗略的考虑一下打表的复杂度，输入为独热码，共八种状态，可能的状态有2^8-1种，即除去满方块的状态，这样打表的复杂度是2^11显然是不合理的。
所以我们应当摒弃打表这种想法，进一步思考题目的要求。
题目中只涉及到三种状态的判断，一是放置位置处已经有方块，这时放置失败，输出01,并将原来的状态更新为只有将要放置的这一块地方有方块（即相当于输入的一行把原来的状态顶替掉），二是想要放置的位置没有方块，且其他位置至少还有一个空块，这时输出10,三是想要放置的地方没有方块，且放置后刚好满一行，清空这一行，输出得分11。
我们考虑如何判断放置位置处有没有方块呢？我们知道输入为8位独热码，只有表示方块的那一位为1，如果此时状态中那一位已经有方块，我们知道，这两位的与运算为1。经过分析我们知道，判断放置位置处是否为空可以用与运算，而且当前输入与状态的与运算八位中最多只会有一位出现1。
我们考虑如何更新状态呢？我们想要的更新状态是在可以放入方块的情况下，而这“放入”的操作是可以通过位运算“或”来实现的，注意，在填入方块后，我们还需要考虑是不是每一位都是1，如果都是1，则说明满足情况3，需要清除所有方块。
在大体明白的情况下，考虑一下细节。如何判断与运算中是否有1？将与运算的结果的8位进行或运算。如何判断或运算是否已经填满？使用与运算。
在大致逻辑明白的情况下，我们可以进行搭建电路。
三.电路搭建
这里我附上mealy状态机的原型图
我们可以知道下方的或门是用来更新状态，或门之后的与门用来判断是否清空。clk与reset信号则直接控制寄存器。这里只有一个状态更新是由上面部分的电路提供的，即放置位置已有方块，这时更新为input的状态。多路选择器选择1引脚输出，大部分情况下(2,3)都是选择0引脚输出，即下方电路产生的下一状态。同时我们可以发现，电路的输出是控制选择常量输出。
四.编辑子电路外观
在我们搭建好的电路中，默认的外观为
题目要求的外观为输出锚点在右上角，这就需要我们修改子电路外观。
如上即可正确测评。