library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;

entity controle is
    port(
        --Entradas
        clk : in std_logic;
            -- Clock
        clear   : in std_logic;
            -- Clear: define o valor inicial da máquina de estados

        b0  : in std_logic; -- Botão B0
        b1  : in std_logic; -- Botão B1
        b2  : in std_logic; -- Botão B2
        b3  : in std_logic; -- Botão B3
        addr    : in std_logic_vector(1 downto 0);
            -- Endereço definido pelas chaves
        num : in std_logic_vector(3 downto 0);
            -- Número definido pelas chaves

        num_comp_maior : in std_logic;
            -- Resultado da comparação, entrada para a saída "greater" do comparador
        num_comp_menor : in std_logic;
            -- Resultado da comparação, entrada para a saída "less" do comparador

        --Saidas
        bdr_addr_W  : out std_logic_vector(1 downto 0);
            -- Endereço de escrita no BDR (Banco de Registradores)
        bdr_en_W    : out std_logic;
            -- Enable para escrita no BDR
        bdr_num_W   : out std_logic_vector(3 downto 0);
            -- Valor para escrita no BDR
        bdr_addr_R  : out std_logic_vector(1 downto 0);
            -- Endereço para leitura no BDR
        bdr_en_R    : out std_logic;
            -- Enable para leitura no BDR

        reg_out_en  : out std_logic
            -- Enable para escrita no registrador de saida
        );
end controle;

architecture comport of controle is
    --Declaracoes
    type estado is (
        --Inicial
        start,
        --B0
        enableW, zera00, zera01, zera10, zera11,
        zera_reg_out1, zera_reg_out2, zera_reg_out3,
        --B1
        compara_00_G, compara_01_G, compara_10_G, compara_11_G,
        compara_00_P, compara_01_P, compara_10_P, compara_11_P,
        --B2
        salva_00_G, salva_01_G, salva_10_G, salva_11_G,
        salva_00_P, salva_01_P, salva_10_P, salva_11_P,
        --B3
        salva_valor
        );
    signal estado_atual, proximo_estado: estado;
begin

    process(clear, clk) is
    begin
        if(clear = '1') then
            estado_atual <= start;
        elsif(rising_edge(clk)) then
            estado_atual <= proximo_estado;
        end if;
    end process;

    process(estado_atual, b0, b1, b2, b3, addr, num,
        num_comp_maior, num_comp_menor) is
    begin
        case estado_atual is

        --inicio
        when start =>
            bdr_addr_W  <= "00";
            bdr_en_W    <= '0';
            bdr_num_W   <= "0000";
            bdr_addr_R  <= "00";
            bdr_en_R    <= '1';
            reg_out_en  <= '0';

            --B0
            if(b0 = '1' AND b1 = '0' AND b2 = '0' AND b3 = '0') then
                proximo_estado <= enableW;
            --B1
            elsif(b0 = '0' AND b1 = '1' AND b2 = '0' AND b3 = '0') then
                proximo_estado <= compara_00_G;
            --B2
            elsif(b0 = '0' AND b1 = '0' AND b2 = '1' AND b3 = '0') then
                proximo_estado <= compara_00_P;
            --B3
            elsif(b0 = '0' AND b1 = '0' AND b2 = '0' AND b3 = '1') then
                proximo_estado <= salva_valor;
            else
                proximo_estado <= start;
            end if;

        --B0
        --zera banco
        when enableW =>
            bdr_addr_W  <= "00";
            bdr_en_W    <= '1';
            bdr_num_W   <= "0000";
            bdr_addr_R  <= "00";
            bdr_en_R    <= '1';
            reg_out_en  <= '0';

            proximo_estado <= zera00;

        when zera00 =>
            bdr_addr_W  <= "00";
            bdr_en_W    <= '1';
            bdr_num_W   <= "0000";
            bdr_addr_R  <= "00";
            bdr_en_R    <= '1';
            reg_out_en  <= '0';

            proximo_estado <= zera01;

        when zera01 =>
            bdr_addr_W  <= "01";
            bdr_en_W    <= '1';
            bdr_num_W   <= "0000";
            bdr_addr_R  <= "00";
            bdr_en_R    <= '1';
            reg_out_en  <= '0';

            proximo_estado <= zera10;

        when zera10 =>
            bdr_addr_W  <= "10";
            bdr_en_W    <= '1';
            bdr_num_W   <= "0000";
            bdr_addr_R  <= "00";
            bdr_en_R    <= '1';
            reg_out_en  <= '0';

            proximo_estado <= zera11;

        when zera11 =>
            bdr_addr_W  <= "11";
            bdr_en_W    <= '1';
            bdr_num_W   <= "0000";
            bdr_addr_R  <= "00";
            bdr_en_R    <= '1';
            reg_out_en  <= '0';

            proximo_estado <= zera_reg_out1;

        --zera registro de saida
        when zera_reg_out1 =>
            bdr_addr_W  <= "00";
            bdr_en_W    <= '0';
            bdr_num_W   <= "0000";
            bdr_addr_R  <= "00";
            bdr_en_R    <= '1';
            reg_out_en  <= '1';

            proximo_estado <= zera_reg_out2;

        when zera_reg_out2 =>
            bdr_addr_W  <= "00";
            bdr_en_W    <= '0';
            bdr_num_W   <= "0000";
            bdr_addr_R  <= "00";
            bdr_en_R    <= '1';
            reg_out_en  <= '1';

            proximo_estado <= zera_reg_out3;

        when zera_reg_out3 =>
            bdr_addr_W  <= "00";
            bdr_en_W    <= '0';
            bdr_num_W   <= "0000";
            bdr_addr_R  <= "00";
            bdr_en_R    <= '1';
            reg_out_en  <= '0';

            proximo_estado <= start;

-------------------------------

        --B1
        --comparacoes
        when compara_00_G =>
            bdr_addr_W  <= "00";
            bdr_en_W    <= '0';
            bdr_num_W   <= "0000";
            bdr_addr_R  <= "00";
            bdr_en_R    <= '1';
            reg_out_en  <= '0';

            proximo_estado <= salva_00_G;

        when compara_01_G =>
            bdr_addr_W  <= "00";
            bdr_en_W    <= '0';
            bdr_num_W   <= "0000";
            bdr_addr_R  <= "01";
            bdr_en_R    <= '1';
            reg_out_en  <= '0';

            if(num_comp_menor = '0') then
                proximo_estado <= compara_10_G;
            else
                proximo_estado <= salva_01_G;
            end if;

        when compara_10_G =>
            bdr_addr_W  <= "00";
            bdr_en_W    <= '0';
            bdr_num_W   <= "0000";
            bdr_addr_R  <= "10";
            bdr_en_R    <= '1';
            reg_out_en  <= '0';

            if(num_comp_menor = '0') then
                proximo_estado <= compara_11_G;
            else
                proximo_estado <= salva_10_G;
            end if;

        when compara_11_G =>
            bdr_addr_W  <= "00";
            bdr_en_W    <= '0';
            bdr_num_W   <= "0000";
            bdr_addr_R  <= "11";
            bdr_en_R    <= '1';
            reg_out_en  <= '0';

            if(num_comp_menor = '0') then
                proximo_estado <= start;
            else
                proximo_estado <= salva_11_G;
            end if;

        --registro de novo valor maior
        when salva_00_G =>
            bdr_addr_W  <= "00";
            bdr_en_W    <= '0';
            bdr_num_W   <= "0000";
            bdr_addr_R  <= "00";
            bdr_en_R    <= '1';
            reg_out_en  <= '1';

            proximo_estado <= compara_01_G;

        when salva_01_G =>
            bdr_addr_W  <= "00";
            bdr_en_W    <= '0';
            bdr_num_W   <= "0000";
            bdr_addr_R  <= "01";
            bdr_en_R    <= '1';
            reg_out_en  <= '1';

            proximo_estado <= compara_10_G;

        when salva_10_G =>
            bdr_addr_W  <= "00";
            bdr_en_W    <= '0';
            bdr_num_W   <= "0000";
            bdr_addr_R  <= "10";
            bdr_en_R    <= '1';
            reg_out_en  <= '1';

            proximo_estado <= compara_11_G;

        when salva_11_G =>
            bdr_addr_W  <= "00";
            bdr_en_W    <= '0';
            bdr_num_W   <= "0000";
            bdr_addr_R  <= "11";
            bdr_en_R    <= '1';
            reg_out_en  <= '1';

            proximo_estado <= start;
-------------------------------------
        --B2
        --comparacoes
        when compara_00_P =>
            bdr_addr_W  <= "00";
            bdr_en_W    <= '0';
            bdr_num_W   <= "0000";
            bdr_addr_R  <= "00";
            bdr_en_R    <= '1';
            reg_out_en  <= '0';

            proximo_estado <= salva_00_P;

        when compara_01_P =>
            bdr_addr_W  <= "00";
            bdr_en_W    <= '0';
            bdr_num_W   <= "0000";
            bdr_addr_R  <= "01";
            bdr_en_R    <= '1';
            reg_out_en  <= '0';

            if(num_comp_maior = '0') then
                proximo_estado <= compara_10_P;
            else
                proximo_estado <= salva_01_P;
            end if;


        when compara_10_P =>
            bdr_addr_W  <= "00";
            bdr_en_W    <= '0';
            bdr_num_W   <= "0000";
            bdr_addr_R  <= "10";
            bdr_en_R    <= '1';
            reg_out_en  <= '0';

            if(num_comp_maior = '0') then
                proximo_estado <= compara_11_P;
            else
                proximo_estado <= salva_10_P;
            end if;


        when compara_11_P =>
            bdr_addr_W  <= "00";
            bdr_en_W    <= '0';
            bdr_num_W   <= "0000";
            bdr_addr_R  <= "11";
            bdr_en_R    <= '1';
            reg_out_en  <= '0';

            if(num_comp_maior = '0') then
                proximo_estado <= start;
            else
                proximo_estado <= salva_11_P;
            end if;


        --registro de novo valor menor
        when salva_00_P =>
            bdr_addr_W  <= "00";
            bdr_en_W    <= '0';
            bdr_num_W   <= "0000";
            bdr_addr_R  <= "00";
            bdr_en_R    <= '1';
            reg_out_en  <= '1';

            proximo_estado <= compara_01_P;

        when salva_01_P =>
            bdr_addr_W  <= "00";
            bdr_en_W    <= '0';
            bdr_num_W   <= "0000";
            bdr_addr_R  <= "01";
            bdr_en_R    <= '1';
            reg_out_en  <= '1';

            proximo_estado <= compara_10_P;

        when salva_10_P =>
            bdr_addr_W  <= "00";
            bdr_en_W    <= '0';
            bdr_num_W   <= "0000";
            bdr_addr_R  <= "10";
            bdr_en_R    <= '1';
            reg_out_en  <= '1';

            proximo_estado <= compara_11_P;

        when salva_11_P =>
            bdr_addr_W  <= "00";
            bdr_en_W    <= '0';
            bdr_num_W   <= "0000";
            bdr_addr_R  <= "11";
            bdr_en_R    <= '1';
            reg_out_en  <= '1';

            proximo_estado <= start;

-------------------------------------

        --B3
        --insercao de novo valor
        when salva_valor =>
            bdr_addr_W  <= addr;
            bdr_en_W    <= '1';
            bdr_num_W   <= num;
            bdr_addr_R  <= "00";
            bdr_en_R    <= '1';
            reg_out_en  <= '0';

            proximo_estado <= start;

-------------------------------------

        end case;
    end process;
end comport;