1 什么是状态机

为了理解状态机，我们必须首先定义什么是状态。状态是一种工作模式，带有从一种状态转换到另一种状态的预定义行为和触发条件。该行为可以是一组预期的输出，例如一种状态的逻辑输出可以是 0010，而另一种状态的输出可以是 1011。状态机 (SM) 是一种用于控制器件或编程以逐步控制这些状态的系统。在查看状态机图时，圆圈表示状态，该状态的行为定义在圆圈内或圆圈下。

最简单的状态机如图 1-1 所示。器件处于空闲状态，处于断电模式。通电后，器件上电，输出 0。将程序和器件视为状态机通常可以简化代码，并在用户以特定状态为目标以实现特定预定义行为时实现更简单的调试。

虽然许多状态机是隐式的，但有些状态机是显式的。隐式状态机是在设计过程中未明确定义的状态机，例如图 1-1 中的状态机。TPLD 系列器件（特别是 TPLD1202）中可以找到显式状态机的一个很好的示例。TPLD1202 中的状态机有八种状态，可用于控制每种状态八种不同的输出，并可从任意状态转换为另一种状态。此状态机可作为异步状态机或同步状态机运行，并允许全局复位使状态机在运行期间的任意时刻进入预定义状态。