有限状态机要点
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1.什么是有限状态机,Moore机和Mealy机的各自特点和他们之间的区别是什么?答:有限状态机是指输出取决于过去输入部分和当前输入部分的时序逻辑电路。
Mealy机属于同步输出状态机,他的输出是当前状态和所有输入信号的的函数,其输出会在输出仅为当前状态的函数,与当前输入信号无关。
当然,当前状态是和上一时刻时输入信号相关的,当前输入的变化必须等待下一时钟到来使状态发生变化时才能导致输出的变化。
因此,Moore机比Mealy机多等待一个时钟周期才会引起输出的变化,由于Mealy机的输出不与时钟同步,当状态译码比较复杂时,易在输出端产生不可避免的毛刺。
********************************************************************* 2.一个复杂的电路可以划分为几个不同的抽象级别:系统级,算法级,寄存器传输级,逻辑门级,晶体管开关级。
********************************************************************* 3.reg和wire的区别Reg型变量需要被明确赋值,并且在重新赋值前,一直保持原值,wire对应于连续赋值,如assign,reg对应于过程赋值,如always,initial。
********************************************************************* 4.阻塞和非阻塞的区别非阻塞赋值在整个过程块结束后才能完成赋值操作,阻塞赋值在该语句结束时就立即完成赋值操作,阻塞语句是顺序执行的,而非阻塞语句是同时执行的。
********************************************************************* 5.举例说明触发器在什么情况下会在综合过程中生成锁存器在写组合逻辑电路的always块中,, always块中要使用的输入信号在always 后面的敏感信号表中有遗漏,组合逻辑电路设计时不能有反馈。
什么是有限状态机FSM简介有限状态机(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。
现在,FSM被普遍用于搜索引擎的分词、编译器实现和我们普遍关注的游戏开发中。
游戏开发中,通常用FSM实现NPC控制,如当NPC受到攻击时根据健康、力量等选择逃跑还是反攻的行为,一般是用FSM实现的。
FSM的实现方法有很多种,不能简单地说孰优孰劣,但现代开发中,一般都比较推荐面向对象的实现方式:因为可重用性和健壮性更高,而且当需求变更的时候,也有很好的适应性。
实践理论从实践中来,也要回到实践中去。
我们现在通过实例来探索一下FSM的实现吧。
首先假设有这样一个世界(World),世界里只有一台永不缺乏动力的汽车(Car),汽车是次世代的,没有油门方向盘之类的落后设备,只有两个互斥的按钮——停止(Stop)和行进(Run),随着时间的流逝,汽车根据驾驶员的操作走走停停。
下面的代码可以实现这种功能:while True:key = get_key() # 按下什么键if key == "stop":stop(car)elif key == "run":go(car)keep(car) # 保持原态完成了功能而且直观、简洁的程序员万岁!但这时候客户(策划或者玩家)觉得走走停停太没意思了,他们想要掉头、左转和右转的功能,我们就要在while 循环里增加更多的if...else分支;他们想要更多的车,我们就要要在每一个分枝里增加循环;他们不仅仅想要Car了,他们还要要玩Truck,这时我们就需要在分枝的循环里判断当前的车是否支持这个操作(如Truck的装卸货物Car 就不支持);他们……这个while循环终于无限地庞大起来,我们认识到这样的设计的确是有点问题的,所以我们尝试用另一种方法去实现FSM。