[发明专利]一种可重构状态机的实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及数字信号控制领域，尤其涉及一种可重构状态机的实现方法及装置。

背景技术

大部分数字系统都包括控制单元和数据单元，控制单元通常由状态机组成，控制单元接收外部信号以及数据单元产生的状态信息，产生控制信号，是实现数字系统可靠、有效控制的重要途径。

有限状态机（Finite State Machine,FSM），又称有限状态自动机，简称状态机，是表示有限个状态以及在这些状态之间转移和动作等行为的数学模型，在数字可编程逻辑器件的设计中，有限状态机是由寄存器组和组合逻辑构成的硬件时序电路，其状态在时钟跳变沿时刻从一个状态转向另一个状态，下一个状态不但可以取决于各个输入值，还可以取决于当前状态，这里，所述状态是指由寄存器组的1和0的组合状态构成的有限个状态，通常用二进制数编码表示；同时，状态机可产生在时钟跳变沿时刻进行开关的复杂控制逻辑，是数据逻辑的控制核心。进一步地，根据状态机的输出是否与输入有关，可将状态机分为两大类：Moore型状态机和Mealy型状态机。Moore型状态机的输出仅与当前状态有关；Mealy型状态机的输出不仅与当前状态有关，而且和输入值也有关。

按传统方法设计的状态机是一种定制状态的寄存器，寄存器是固定的，不具备可重构功能，通常只能满足一组控制单元的需求，如果需要实现多组控制单元，就需要设计多个状态机来满足，通常的方法是编译新的可编程逻辑版本，通过中央处理器或者单片机重新加载版本进行状态机的切换，可编程逻辑的加载和配置进入存储器需要较长的时间，不能及时工作，因此，状态机不能动态地、快速地进行重构，造成使用上的不便。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种可重构状态机的实现方法及装置，能够根据需要实现状态机的重构，降低实现成本。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种可重构状态机的实现方法，所述方法包括：

中央处理单元通过第一双口随机存储器RAM的写地址线和写数据线对存储于所述第一双口RAM中的状态转移表进行重构；

中央处理单元通过第二双口RAM的写地址线和写数据线对存储于所述第二双口RAM中的信号输出编码表进行重构。

所述中央处理单元通过第一双口RAM的写地址线和写数据线对存储于所述第一双口RAM中的状态转移表进行重构为：

中央处理单元通过第一双口RAM的写地址线和写数据线，以状态机的状态转移条件作为地址进行寻址，将对应的状态机的下一个状态作为数据写入存储于所述第一双口RAM中的状态转移表中。

述中央处理单元通过第二双口RAM的写地址线和写数据线对存储于所述第二双口RAM中的信号输出编码表进行重构为：

中央处理单元通过第二双口RAM的写地址线和写数据线，以输出变换条件作为地址进行寻址，将对应的控制信号作为数据写入存储于所述第二双口RAM中的信号输出编码表中。

所述方法还包括：

地址计算单元根据第一双口RAM输出的状态机的当前状态和接收到的外部输入信号计算得到第一读地址和第二读地址；

所述第一双口RAM根据所述第一读地址读取所述状态转移表，进行状态转移，所述第二双口RAM根据所述第二读地址读取信号输出编码表，输出控制信号。

所述地址计算单元根据第一双口RAM输出的状态机的当前状态和接收到的外部输入信号计算得到第一读地址和第二读地址为：

地址计算单元对接收到的当前状态进行左移位处理，将移位后的当前状态和所述外部输入信号相加，得到第一读地址，其中，所述第一读地址的高位表示状态机的当前状态，所述第一读地址的低位表示状态机当前的输入条件；或对所述外部输入信号进行左移位处理，将所述当前状态和移位后的外部输入信号相加，得到第一读地址，其中，所述第一读地址的高位表示状态机当前的输入条件，所述第一读地址的低位表示状态机的当前状态；

当状态机的状态转移只与状态机的当前状态相关时，将当前状态作为第二读地址进行输出，否则，将所述第一读地址作为第二读地址进行输出。

当地址计算单元将所述第一读地址作为第二读地址进行输出时，所述方法还包括：

将所述第二双口RAM存储的信号输出编码表和所述第一双口RAM存储的状态转移表进行合并，得到状态转移及信号输出编码表，并存储于所述第一双口RAM或第二双口RAM；其中，所述状态转移及信号输出编码表中存储数据的高位或低位表示状态机的下一个状态输出，所述存储数据的低位或高位表示输出的控制信号。