状态机的原理结构简介（来源某芯片大厂数字IC实习一面）

1.什么是状态机

状态机一般指有限状态机（英语：finite-state machine，缩写：FSM）又称有限状态自动机（英语：finite-state automaton，缩写：FSA），是表示有限个状态以及在这些状态之间的转移和动作等行为的数学计算模型。

2.同步状态机

图1 时钟同步的状态机结构

图1所示的状态机是数字电路钟常用的时钟同步状态机的结构。状态寄存器是由一组触发器组成，用来记忆当前所处的状态。如果状态寄存器由n个触发器组成，那么最多可以记忆2^n个状态，且所有的状态寄存器的时钟端均连接在一个共同的时钟信号上。

3.状态机的两种类型（Mealy和Moore状态机）

mealy状态机：不仅取决于状态还取决于输入

图2 时钟同步的mealy状态机

moore:只取决于当前状态

图3 时钟同步的More状态机 

 对于高速状态机可在输出逻辑后加入一组时钟同步寄存器输出流水线寄存器

 图4 带流水线输出的Mealy状态机