有限状态机

　　有限状态机由组合逻辑和寄存器逻辑组成。

　　1、寄存器逻辑的功能：用来存储有限状态机的内部状态。

　　2、组合逻辑又可以分为次态逻辑和输出逻辑两个部分。其中次态逻辑的功能是用来确定有限状态机的下一个状态；而输出逻辑就是用来确定有限状态机的输出。

　　在实际的应用中，根据有限状态机是否使用输入信号，设计人员经常将其分为Moore型有限状态机和Mealy型有限状态机两种类型。

　　1、Moore型有限状态机：是指那些输出信号仅与当前状态有关的有限状态机，即可以把Moore型有限状态机的输出看成是当前状态的函数。

　　2、Mealy型有限状态机：是指那些输出信号不仅与当前状态有关，而且还与所有的输入信号有关的有限状态机，即可以把Mealy有限状态机的输出看成是当前状态和所有输入信号的函数。可见，Mealy有限状态机要比Moore型有限状态机复杂一些。

　　Moore型和Mealy型有限状态机的区别：Moore型有限状态机仅与当前状态有关，而与输入信号无关；Mealy型有限状态机不但与当前状态有关，而且还与状态机的输入信号有关。

　　有限状态机的描述规则：

　　1、至少包含一个状态信号，用来指状态；

　　2、状态转移指定和输出指定；

　　3、时钟信号，一般用来同步；

　　4、同步或者异步复位信号。

　　其中：第1条到第3条是必须包括的，而第4条则不是必须含有的。

　　有限状态机的描述方式有三进程、双进程和单进程描述方式。

　　1、三进程描述方式

　　三进程描述方式是指在VHDL语言程序的结构体中，使用三个进程语句来描述有限状态机的功能：一个进程用来描述有限状态机中的次态逻辑；一个进程用来描述有限状态机中的状态寄存器；另外一个进程用来描述有限状态机中的输出逻辑。

　　2、双进程描述方式

　　双进程描述方式是指在VHDL语言程序的结构体中，使用两个进程语句来描述有限状态机的功能：一个进程语句用来描述有限状态机中次态逻辑、状态寄存器和输出逻辑中的任何两个；另外一个进程则用来描述有限状态机剩余的功能。

　　3、单进程描述方式

　　单进程描述方式是指在VHDL语言程序的结构体中，使用一个进程语句来描述有限状态机中的次态逻辑、状态寄存器和输出逻辑。

　　1、硬件应用

　　在数字电路中，FSM 可以用可编程逻辑设备、可编程逻辑控制器、逻辑门和触发器或继电器来建造。更明确的说，硬件实现要求寄存器来存储状态变量，确定状态转移的一块组合逻辑，和确定 FSM 输出的另一块组合逻辑。一类经典硬件实现是 Richard控制器。

　　2、软件应用

　　下列概念经常用来建造有有限状态机的软件应用：

　　●事件驱动 FSM

　　●虚拟 FSM (VFSM)

　　●基于自动机编程