初学者对有限状态机（FSM）的设计的认识

有限状态机（FSM）是一种常见的电路，由时序电路和组合电路组成。设计有限状态机的第一步是确定采用Moore状态机还是采用Mealy状态机。（Mealy型：状态的转变不仅和当前状态有关，而且跟各输入信号有关；Moore型：状态的转变只和当前状态有关）。从实现电路功能来讲，任何一种都可以实现同样的功能。但他们的输出时序不同，所以，在选择使用那种状态机时要根据具体情况而定，在此，把他们的主要区别介绍一下：

1. Moore状态机：在时钟脉冲的有限个门延时之后，输出达到稳定。输出会在一个完整的时钟周期内保持稳定值，即使在该时钟内输入信号变化了，输出信号也不会变化。输入对输出的影响要到下一个时钟周期才能反映出来。把输入和输出分开，是Moore状态机的重要特征。

2. Mealy状态机：由于输出直接受输入影响，而输入可以在时钟周期的任一时刻变化，这就使得输出状态比Moore状态机的输出状态提前一个周期到达。输入信号的噪声可能会出现在输出信号上。

3. 对同一电路，使用Moore状态机设计可能会比使用Mealy状态机多出一些状态。
根据他们的特征和要设计的电路的具体情况，就可以确定使用那种状态机来实现功能。一旦确定状态机，接下来就要构造状态转换图。现在还没有一个成熟的系统化状态图构造算法，所以，对于实现同一功能，可以构造出不同的状态转换图。但一定要遵循结构化设计。在构造电路的状态转换图时，使用互补原则可以帮助我们检查设计过程中是否出现了错误。互补原则是指离开状态图节点的所有支路的条件必须是互补的。同一节点的任何2个或多个支路的条件不能同时为真。同时为真是我们设计不允许的。

在检查无冗余状态和错误条件后，就可以开始用verilog HDL来设计电路了。