[转载][FPGA]有限状态机FSM学习笔记（二）

1. Mealy和Moore状态机的互换　　

对于给定的时序逻辑功能，可以用Mealy机实现，也可以用Moore机实现。根据Moore机比Mealy机输出落后一个周期的特性，可以实现两种状态机之间的转换。把Moore机转换为Mealy机的办法为，把次态的输出修改为对应现态的输出，同时合并一些具有等价性能的状态。把Mealy机转换为Moore机的办法是，把当前态的输出修改为对应次态的输出，同时添加一些状态。如图1所示，为把Mealy机状态图转化为Moore机状态图。



　　　　　　　　图1　　Mealy型机转换为Moore型机

　　如图1所示，把Mealy型机转换为Moore型机，只要把现时输出改变为下一时刻输出。对于状态A，有4个箭头指向它，表示在当前状态下有4个状态可以转换为下一状态的A；同时当前输出均为0，可以把0移入状态A内部，表示在Moore机中状态A的输出为0。同理，可以把0分别移位B/C状态。但对于状态D，有两个箭头指向且具有不同的输出值，需要把状态D分解成两个状态D1和D2（每个状态对应一个输出，当输出不同需要利用不同的状态表示，这即是Moore机具有更多状态的原因），得到完整的Moore机状态模型。

　　同理，若把上图的Moore机转换为Mealy机，只要把Moore机中下一状态的输出改变成Mealy机中当前状态的输出，由于D1/D2两状态处于A/C两状态之间，且相当于A/C节点之间的一个等效节点，可以把D1/D2两状态合并为一个状态。

2. 小结

　　Mealy机和Moore机实现的电路是同步时序逻辑电路的两种不同形式，它们之间不存在功能上的差异，并可以相互转换。Moore型电路有稳定的输出序列，而Mealy型电路的输出序列早Moore型电路一个时钟周期产生。在时序设计时，根据实际需要，结合两种电路的特性选择。

　　对于时序电路中常见的计数器，因计数器状态已经固定不变，无论采用Mealy型还是Moore型电路，复杂度一样。

　　在时序电路设计中Mealy型和Moore型电路的选择原则是：当要求输出对输入快速响应及希望电路尽量简单时，选择Mealy型电路。当要求时序输出稳定，能接受输出序列晚一个周期，及选择Moore型电路不增加电路复杂性时，适宜选择Moore型电路。