[發明專利]一種可重構狀態機的實現方法及裝置

有效

• 申請號: 201210245677.2
• 申請日: 2012-07-16
• 公開（公告）號: CN103544132B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發明（設計）人: 周恒箴;鬲莉;張永智
• 申請（專利權）人: 天津中興智聯科技有限公司
• 主分類號: G06F15/76
• 分類號: G06F15/76
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司12211
• 代理人: 馬倩倩

技術領域

本發明涉及數字信號控制領域，尤其涉及一種可重構狀態機的實現方法及裝置。

背景技術

大部分數字系統都包括控制單元和數據單元，控制單元通常由狀態機組成，控制單元接收外部信號以及數據單元產生的狀態信息，產生控制信號，是實現數字系統可靠、有效控制的重要途徑。

有限狀態機(Finite?State?Machine，FSM)，又稱有限狀態自動機，簡稱狀態機，是表示有限個狀態以及在這些狀態之間轉移和動作等行為的數學模型，在數字可編程邏輯器件的設計中，有限狀態機是由寄存器組和組合邏輯構成的硬件時序電路，其狀態在時鐘跳變沿時刻從一個狀態轉向另一個狀態，下一個狀態不但可以取決于各個輸入值，還可以取決于當前狀態，這里，所述狀態是指由寄存器組的1和0的組合狀態構成的有限個狀態，通常用二進制數編碼表示；同時，狀態機可產生在時鐘跳變沿時刻進行開關的復雜控制邏輯，是數據邏輯的控制核心。進一步地，根據狀態機的輸出是否與輸入有關，可將狀態機分為兩大類：Moore型狀態機和Mealy型狀態機。Moore型狀態機的輸出僅與當前狀態有關；Mealy型狀態機的輸出不僅與當前狀態有關，而且和輸入值也有關。

按傳統方法設計的狀態機是一種定制狀態的寄存器，寄存器是固定的，不具備可重構功能，通常只能滿足一組控制單元的需求，如果需要實現多組控制單元，就需要設計多個狀態機來滿足，通常的方法是編譯新的可編程邏輯版本，通過中央處理器或者單片機重新加載版本進行狀態機的切換，可編程邏輯的加載和配置進入存儲器需要較長的時間，不能及時工作，因此，狀態機不能動態地、快速地進行重構，造成使用上的不便。

發明內容

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種可重構狀態機的實現方法及裝置，能夠根據需要實現狀態機的重構，降低實現成本。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種可重構狀態機的實現方法，所述方法包括：

中央處理單元通過第一雙口隨機存儲器RAM的寫地址線和寫數據線對存儲于所述第一雙口RAM中的狀態轉移表進行重構；

中央處理單元通過第二雙口RAM的寫地址線和寫數據線對存儲于所述第二雙口RAM中的信號輸出編碼表進行重構。

所述中央處理單元通過第一雙口RAM的寫地址線和寫數據線對存儲于所述第一雙口RAM中的狀態轉移表進行重構為：

中央處理單元通過第一雙口RAM的寫地址線和寫數據線，以狀態機的狀態轉移條件作為地址進行尋址，將對應的狀態機的下一個狀態作為數據寫入存儲于所述第一雙口RAM中的狀態轉移表中。

述中央處理單元通過第二雙口RAM的寫地址線和寫數據線對存儲于所述第二雙口RAM中的信號輸出編碼表進行重構為：

中央處理單元通過第二雙口RAM的寫地址線和寫數據線，以輸出變換條件作為地址進行尋址，將對應的控制信號作為數據寫入存儲于所述第二雙口RAM中的信號輸出編碼表中。

所述方法還包括：

地址計算單元根據第一雙口RAM輸出的狀態機的當前狀態和接收到的外部輸入信號計算得到第一讀地址和第二讀地址；

所述第一雙口RAM根據所述第一讀地址讀取所述狀態轉移表，進行狀態轉移，所述第二雙口RAM根據所述第二讀地址讀取信號輸出編碼表，輸出控制信號。

所述地址計算單元根據第一雙口RAM輸出的狀態機的當前狀態和接收到的外部輸入信號計算得到第一讀地址和第二讀地址為：

地址計算單元對接收到的當前狀態進行左移位處理，將移位后的當前狀態和所述外部輸入信號相加，得到第一讀地址，其中，所述第一讀地址的高位表示狀態機的當前狀態，所述第一讀地址的低位表示狀態機當前的輸入條件；或對所述外部輸入信號進行左移位處理，將所述當前狀態和移位后的外部輸入信號相加，得到第一讀地址，其中，所述第一讀地址的高位表示狀態機當前的輸入條件，所述第一讀地址的低位表示狀態機的當前狀態；

當狀態機的狀態轉移只與狀態機的當前狀態相關時，將當前狀態作為第二讀地址進行輸出，否則，將所述第一讀地址作為第二讀地址進行輸出。

當地址計算單元將所述第一讀地址作為第二讀地址進行輸出時，所述方法還包括：

將所述第二雙口RAM存儲的信號輸出編碼表和所述第一雙口RAM存儲的狀態轉移表進行合并，得到狀態轉移及信號輸出編碼表，并存儲于所述第一雙口RAM或第二雙口RAM；其中，所述狀態轉移及信號輸出編碼表中存儲數據的高位或低位表示狀態機的下一個狀態輸出，所述存儲數據的低位或高位表示輸出的控制信號。