有限状态机的状态编码风格主要有哪三种

Posted 2023-02-15

有限状态机（以下用FSM指代）是一种算法思想，简单而言，有限状态机由一组状态、一个初始状态、输入和根据输入及现有状态转换为下一个状态的转换函数组成。在Gof的23种设计模式里的state模式是一种面向对象的状态机思想，可以适应非常复杂的状态管理。 参考技术A 在设计FSM时有几种状态编码方法：二进制，格雷码（gray）和独热码（one hot code）。
独热 格雷 二进制
4'b0001 2'b00 2‘b00
4'b0010 2'b01 2’b01
4'b0100 2'b11 2‘b10
4'b1000 2'b10 2’b11
one hot，独热码，只有一位是高电平。独热码 使用的触发器较多（位宽大），但可减少实现状态机的组合逻辑数目，减少复杂性，提高系统的速度，即工作时钟频率可以做到最高。
格雷码是使用最小数目的触发器来编码状态机，但形成的组合逻辑比较复杂。使用独热码编码时，会出现很多未使用的状态，而使用二进制编码和格雷码编码时，如果状态机的状态数不是2的指数次方时，也会出现未使用状态。