有限狀态機FSM的了解

F.S.M

F:有限

S:狀态

M:機

有限狀态機FSM思想廣泛應用于硬體控制電路設計，也是軟體上常用的一種處理方法(軟 件上稱為FMM--有限消息機)。它把複雜的控制邏輯分解成有限個穩定狀态，在每個狀态 上判斷事件，變連續處理為離散數字處理，符合計算機的工作特點。同時，因為有限狀 态機具有有限個狀态，是以可以在實際的工程上實作。但這并不意味着其隻能進行有限 次的處理，相反，有限狀态機是閉環系統，有限無窮，可以用有限的狀态，處理無窮的 事務。

有限狀态機的工作原理如圖1所示，發生事件(event)後，根據目前狀态(cur_state) ，決定執行的動作(action)，并設定下一個狀态号(nxt_state)。

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| |-------->執行動作action

發生事件event ----->| cur_state |

| |-------->設定下一狀态号nxt_state

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目前狀态

圖1 有限狀态機工作原理

e0/a0

--->--

| |

-------->----------

e0/a0 | | S0 |-----

| -<------------ | e1/a1

| | e2/a2 V

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

| S2 |-----<-----| S1 |

---------- e2/a2 ----------

圖2 一個有限狀态機執行個體

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目前狀态 s0 s1 s2 | 事件

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a0/s0 -- a0/s0 | e0

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a1/s1 -- -- | e1

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a2/s2 a2/s2 -- | e2

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表1 圖2狀态機執行個體的二維表格表示(動作/下一狀态)

圖2為一個狀态機執行個體的狀态轉移圖，它的含義是：

在s0狀态，如果發生e0事件，那麼就執行a0動作，并保持狀态不變；

如果發生e1事件，那麼就執行a1動作，并将狀态轉移到s1态；

如果發生e2事件，那麼就執行a2動作，并将狀态轉移到s2态；

在s1狀态，如果發生e2事件，那麼就執行a2動作，并将狀态轉移到s2态；

在s2狀态，如果發生e0事件，那麼就執行a0動作，并将狀态轉移到s0态；

有限狀态機不僅能夠用狀态轉移圖表示，還可以用二維的表格代表。一般将目前狀 态号寫在橫行上，将事件寫在縱列上，如表1所示。其中“--”表示空(不執行動作，也 不進行狀态轉移)，“an/sn”表示執行動作an,同時将下一狀态設定為sn。表1和圖2表示 的含義是完全相同的。