【 FPGA 】状态机，FPGA的灵魂

有关状态机的文章，事实上已经写过很多了，可是即使如此，真的懂了吗？真的能熟练应用吗？未必吧。这篇博文来源是《FPGA之道》，认真下看去收货颇丰！

借这个主题来梳理下状态机：

状态机简介

状态机是FPGA设计中一种非常重要、非常根基的设计思想，堪称FPGA的灵魂，贯穿FPGA设计的始终。

简单地说，状态机就是一副描绘着状态变迁的状态转移图，它体现着系统对外界事件的反应和行为。

FPGA中的状态机是指有限状态机，简称为FSM，是指状态节点数和输入、输出范围皆有限的状态机。需要说明的是，虽然有限状态机的状态节点和输入、输出皆为有限的，但这并不意味着它仅能进行有限次的处理，这是因为有限状态机可以形成闭环系统，所以可以用有限个状态处理无限的事件，从而到达化有限为无穷的境界。

例如，宇宙中物资的三种最基本的状态：固态，液态和气态，它们之间的状态转移图如下：

从上图可以看出，虽然该状态机仅有三个状态，输入（六个触发条件）、输出（状态本身即为输出）也是有限的，但是它却永远不会结束，因为宇宙中的物理转换永远也不会停止。。。至少可预见的未来不会停止。

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状态机的组成六要素：

（1）状态集合：

状态集合是组成状态机的必备要素，该集合里包含了状态机所能达到的所有状态，例如上例中的{固态，液态，气态}。

（2）初态：

初态是状态机的第二必备要素，它是整个状态机开始工作的起点。它的功能类似于一个参考系，它为状态机的其他状态提供参考与标准。

例如上例中，任何一个状态都可以作为初态。

（3）终态

终态是状态机的结束状态，即若状态机达到终态，它的使命也将完成，不再工作。

与初态不同，终态不是状态机的