//DESencode and decode
module des(
           i_clk,//system clock
  i_rst,//system i_rst
  i_enable,//when high the data is ready
  i_decrypt,//high is encode low is decode
  i_data,//data
  i_key,//k
  o_data,//data output
  o_ready//finish signal
  );
  
input         i_clk;
input         i_rst;
input         i_enable;
input         i_decrypt;
input  [63:0] i_data;
input  [63:0] i_key;
output [63:0] o_data;
output        o_ready;
 
reg [63:0] o_data;
reg        o_ready;
 
reg [3:0]  reg_stage1;
reg [3:0]  reg_next_stage1;
reg        reg_next_ready;
reg [63:0] reg_next_data;
reg        reg_data_ready;
reg        reg_next_data_ready;
reg [31:0] reg_stage_L;
reg [31:0] reg_stage_R;
reg [55:0] reg_stage_round_key;
reg [3:0]  reg_stage_iteration;
 
wire [31:0]reg_stage_Ro;
wire [31:0]reg_stage_Lo;
wire [55:0]reg_stage_round_keyo;
 
wire [5:0] s1_stag1_i;
wire [5:0] s2_stag1_i;
wire [5:0] s3_stag1_i;
wire [5:0] s4_stag1_i;
wire [5:0] s5_stag1_i;
wire [5:0] s6_stag1_i;
wire [5:0] s7_stag1_i;
wire [5:0] s8_stag1_i;
wire [3:0] s1_stag1_o;
wire [3:0] s2_stag1_o;
wire [3:0] s3_stag1_o;
wire [3:0] s4_stag1_o;
wire [3:0] s5_stag1_o;
wire [3:0] s6_stag1_o;
wire [3:0] s7_stag1_o;
wire [3:0] s8_stag1_o;
 
reg[31:0]  L_i_var;
reg[31:0]  R_i_var;
reg[63:0]  data_i_var;
reg[63:0]  data_o_var;
reg[63:0]  data_o_var_t;
reg[63:0]  key_i_var;
reg[55:0]  key_var_perm;
 
 
desround desround_u(
                   .clk          (i_clk), 
 .reset        (i_rst), 
 .iteration_i  (reg_stage_iteration), 
 .decrypt_i    (i_decrypt), 
 .R_i          (reg_stage_R), 
 .L_i          (reg_stage_L), 
 .Key_i        (reg_stage_round_key), 
 .R_o          (reg_stage_Ro), 
 .L_o          (reg_stage_Lo), 
 .Key_o        (reg_stage_round_keyo), 
 .s1_o         (s1_stag1_i), 
 .s2_o         (s2_stag1_i), 
 .s3_o         (s3_stag1_i), 
 .s4_o         (s4_stag1_i), 
 .s5_o         (s5_stag1_i), 
 .s6_o         (s6_stag1_i), 
 .s7_o         (s7_stag1_i), 
 .s8_o         (s8_stag1_i), 
 .s1_i         (s1_stag1_o), 
 .s2_i         (s2_stag1_o), 
 .s3_i         (s3_stag1_o), 
 .s4_i         (s4_stag1_o), 
 .s5_i         (s5_stag1_o), 
 .s6_i         (s6_stag1_o), 
 .s7_i         (s7_stag1_o), 
 .s8_i         (s8_stag1_o)
 );
 
s1 s1_u(
       .stage1_input(s1_stag1_i), 
 .stage1_output(s1_stag1_o)
 );
 
s2 s2_u(
       .stage1_input(s2_stag1_i), 
 .stage1_output(s2_stag1_o)
 );
 
s3 s3_u(
       .stage1_input(s3_stag1_i), 
 .stage1_output(s3_stag1_o)
 );
 
s4 s4_u(
       .stage1_input(s4_stag1_i), 
 .stage1_output(s4_stag1_o)
 );
 
s5 s5_u(
       .stage1_input(s5_stag1_i), 
 .stage1_output(s5_stag1_o)
 );
 
s6 s6_u(
       .stage1_input(s6_stag1_i), 
 .stage1_output(s6_stag1_o)
 );
 
s7 s7_u(
       .stage1_input(s7_stag1_i), 
 .stage1_output(s7_stag1_o)
 );
 
s8 s8_u(
       .stage1_input(s8_stag1_i), 
 .stage1_output(s8_stag1_o)
 );
 
 
always @(posedge i_clk or negedge i_rst)
begin
     if(!i_rst)
     begin
     o_ready        = 1'b0;
     o_data         = 64'd0;  
     reg_stage1     = 4'b0000;
     reg_data_ready = 1'b1;
     end
else begin
     o_ready        = reg_next_ready;
     o_data         = reg_next_data;
     reg_stage1     = reg_next_stage1;
     reg_data_ready = reg_next_data_ready;
     end
end
 
 
always @(i_data or i_key or i_enable or reg_stage1 or reg_data_ready or reg_stage_Ro or reg_stage_Lo or reg_stage_round_keyo)
begin
L_i_var             = 0;
R_i_var             = 0;
data_i_var          = 0;
reg_next_ready      = 0;
reg_next_data_ready = reg_data_ready;
reg_next_stage1     = reg_stage1;
reg_stage_L         = 0;
reg_stage_R         = 0;
reg_stage_round_key = 0;
 
key_i_var        = i_key;
key_var_perm[55] = key_i_var[7];
key_var_perm[54] = key_i_var[15];
key_var_perm[53] = key_i_var[23];
key_var_perm[52] = key_i_var[31];
key_var_perm[51] = key_i_var[39];
key_var_perm[50] = key_i_var[47];
key_var_perm[49] = key_i_var[55];
key_var_perm[48] = key_i_var[63];
 
key_var_perm[47] = key_i_var[6];
key_var_perm[46] = key_i_var[14];
key_var_perm[45] = key_i_var[22];
key_var_perm[44] = key_i_var[30];
key_var_perm[43] = key_i_var[38];
key_var_perm[42] = key_i_var[46];
key_var_perm[41] = key_i_var[54];
key_var_perm[40] = key_i_var[62];
key_var_perm[39] = key_i_var[5];
key_var_perm[38] = key_i_var[13];
key_var_perm[37] = key_i_var[21];
key_var_perm[36] = key_i_var[29];
key_var_perm[35] = key_i_var[37];
key_var_perm[34] = key_i_var[45];
key_var_perm[33] = key_i_var[53];
key_var_perm[32] = key_i_var[61];
key_var_perm[31] = key_i_var[4];
key_var_perm[30] = key_i_var[12];
key_var_perm[29] = key_i_var[20];
key_var_perm[28] = key_i_var[28];
key_var_perm[27] = key_i_var[1];
key_var_perm[26] = key_i_var[9];
key_var_perm[25] = key_i_var[17];
key_var_perm[24] = key_i_var[25];
key_var_perm[23] = key_i_var[33];
key_var_perm[22] = key_i_var[41];
key_var_perm[21] = key_i_var[49];
key_var_perm[20] = key_i_var[57];
key_var_perm[19] = key_i_var[2];
key_var_perm[18] = key_i_var[10];
key_var_perm[17] = key_i_var[18];
key_var_perm[16] = key_i_var[26];
key_var_perm[15] = key_i_var[34];
key_var_perm[14] = key_i_var[42];
key_var_perm[13] = key_i_var[50];
key_var_perm[12] = key_i_var[58];
key_var_perm[11] = key_i_var[3];
key_var_perm[10] = key_i_var[11];
key_var_perm[9]  = key_i_var[19];
key_var_perm[8]  = key_i_var[27];
key_var_perm[7]  = key_i_var[35];
key_var_perm[6]  = key_i_var[43];
key_var_perm[5]  = key_i_var[51];
key_var_perm[4]  = key_i_var[59];
key_var_perm[3]  = key_i_var[36];
key_var_perm[2]  = key_i_var[44];
key_var_perm[1]  = key_i_var[52];
key_var_perm[0]  = key_i_var[60];
data_i_var =i_data;
L_i_var[31]=data_i_var[6];
L_i_var[30]=data_i_var[14];
L_i_var[29]=data_i_var[22];
L_i_var[28]=data_i_var[30];
L_i_var[27]=data_i_var[38];
L_i_var[26]=data_i_var[46];
L_i_var[25]=data_i_var[54];
L_i_var[24]=data_i_var[62];
 
L_i_var[23]=data_i_var[4];
L_i_var[22]=data_i_var[12];
L_i_var[21]=data_i_var[20];
L_i_var[20]=data_i_var[28];
L_i_var[19]=data_i_var[36];
L_i_var[18]=data_i_var[44];
L_i_var[17]=data_i_var[52];
L_i_var[16]=data_i_var[60];
 
L_i_var[15]=data_i_var[2];
L_i_var[14]=data_i_var[10];
L_i_var[13]=data_i_var[18];
L_i_var[12]=data_i_var[26];
L_i_var[11]=data_i_var[34];
L_i_var[10]=data_i_var[42];
L_i_var[9] =data_i_var[50];
L_i_var[8] =data_i_var[58];
 
L_i_var[7] =data_i_var[0];
L_i_var[6] =data_i_var[8];
L_i_var[5] =data_i_var[16];
L_i_var[4] =data_i_var[24];
L_i_var[3] =data_i_var[32];
L_i_var[2] =data_i_var[40];
L_i_var[1] =data_i_var[48];
L_i_var[0] =data_i_var[56];    
R_i_var[31]=data_i_var[7];
R_i_var[30]=data_i_var[15];
R_i_var[29]=data_i_var[23];
R_i_var[28]=data_i_var[31];
R_i_var[27]=data_i_var[39];
R_i_var[26]=data_i_var[47];
R_i_var[25]=data_i_var[55];
R_i_var[24]=data_i_var[63];
 
R_i_var[23]=data_i_var[5];
R_i_var[22]=data_i_var[13];
R_i_var[21]=data_i_var[21];
R_i_var[20]=data_i_var[29];
R_i_var[19]=data_i_var[37];
R_i_var[18]=data_i_var[45];
R_i_var[17]=data_i_var[53];
R_i_var[16]=data_i_var[61];
 
R_i_var[15]=data_i_var[3];
R_i_var[14]=data_i_var[11];
R_i_var[13]=data_i_var[19];
R_i_var[12]=data_i_var[27];
R_i_var[11]=data_i_var[35];
R_i_var[10]=data_i_var[43];
R_i_var[9] =data_i_var[51];
R_i_var[8] =data_i_var[59];
 
R_i_var[7] =data_i_var[1];
R_i_var[6] =data_i_var[9];
R_i_var[5] =data_i_var[17];
R_i_var[4] =data_i_var[25];
R_i_var[3] =data_i_var[33];
R_i_var[2] =data_i_var[41];
R_i_var[1] =data_i_var[49];
R_i_var[0] =data_i_var[57];
 
 
data_o_var_t[63:32] = reg_stage_Ro;
data_o_var_t[31:0]  = reg_stage_Lo;
data_o_var[63]=data_o_var_t[24];
data_o_var[62]=data_o_var_t[56];
data_o_var[61]=data_o_var_t[16];
data_o_var[60]=data_o_var_t[48];
data_o_var[59]=data_o_var_t[8];
data_o_var[58]=data_o_var_t[40];
data_o_var[57]=data_o_var_t[0];
data_o_var[56]=data_o_var_t[32];   
data_o_var[55]=data_o_var_t[25];
data_o_var[54]=data_o_var_t[57];
data_o_var[53]=data_o_var_t[17];
data_o_var[52]=data_o_var_t[49];
data_o_var[51]=data_o_var_t[9];
data_o_var[50]=data_o_var_t[41];
data_o_var[49]=data_o_var_t[1];
data_o_var[48]=data_o_var_t[33];
data_o_var[47]=data_o_var_t[26];
data_o_var[46]=data_o_var_t[58];
data_o_var[45]=data_o_var_t[18];
data_o_var[44]=data_o_var_t[50];
data_o_var[43]=data_o_var_t[10];
data_o_var[42]=data_o_var_t[42];
data_o_var[41]=data_o_var_t[2];
data_o_var[40]=data_o_var_t[34];
data_o_var[39]=data_o_var_t[27];
data_o_var[38]=data_o_var_t[59];
data_o_var[37]=data_o_var_t[19];
data_o_var[36]=data_o_var_t[51];
data_o_var[35]=data_o_var_t[11];
data_o_var[34]=data_o_var_t[43];
data_o_var[33]=data_o_var_t[3];
data_o_var[32]=data_o_var_t[35];
data_o_var[31]=data_o_var_t[28];
data_o_var[30]=data_o_var_t[60];
data_o_var[29]=data_o_var_t[20];
data_o_var[28]=data_o_var_t[52];
data_o_var[27]=data_o_var_t[12];
data_o_var[26]=data_o_var_t[44];
data_o_var[25]=data_o_var_t[4];
data_o_var[24]=data_o_var_t[36];   
data_o_var[23]=data_o_var_t[29];
data_o_var[22]=data_o_var_t[61];
data_o_var[21]=data_o_var_t[21];
data_o_var[20]=data_o_var_t[53];
data_o_var[19]=data_o_var_t[13];
data_o_var[18]=data_o_var_t[45];
data_o_var[17]=data_o_var_t[5];
data_o_var[16]=data_o_var_t[37];
data_o_var[15]=data_o_var_t[30];
data_o_var[14]=data_o_var_t[62];
data_o_var[13]=data_o_var_t[22];
data_o_var[12]=data_o_var_t[54];
data_o_var[11]=data_o_var_t[14];
data_o_var[10]=data_o_var_t[46];
data_o_var[9] =data_o_var_t[6];
data_o_var[8] =data_o_var_t[38];
data_o_var[7] =data_o_var_t[31];
data_o_var[6] =data_o_var_t[63];
data_o_var[5] =data_o_var_t[23];
data_o_var[4] =data_o_var_t[55];
data_o_var[3] =data_o_var_t[15];
data_o_var[2] =data_o_var_t[47];
data_o_var[1] =data_o_var_t[7];
data_o_var[0] =data_o_var_t[39];
reg_next_data       = data_o_var;
reg_stage_iteration = reg_stage1;
 
reg_next_ready      = 0;    
reg_stage_L         = reg_stage_Lo;
reg_stage_R         = reg_stage_Ro;
reg_stage_round_key = reg_stage_round_keyo;
    
 
 
   case(reg_stage1)
       0:
       begin
if(i_enable)
begin
reg_next_stage1     = 1;
reg_stage_L         = L_i_var;
reg_stage_R         = R_i_var;
reg_stage_round_key = key_var_perm;
   reg_next_data_ready = 0;
end
 else if(!reg_data_ready)
   begin
reg_next_stage1     = 0;
reg_next_ready      = 1;
reg_next_data_ready = 1;  
   end
    end
       15:
            reg_next_stage1 = 0;
       
     default:
         reg_next_stage1 = reg_stage1+1;  
   endcase
end
endmodule