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有限状态机概念

什么是有限状态机?

Stateflow® 图基于状态机可以包含时序决策逻辑。有限状态机是事件驱动(响应性)系统的一种表现形式。在事件驱动的系统中,如果定义更改的条件为 true,系统会发生从一个状态(模式)到另一个状态的转移。

例如,您可以使用状态机表示一辆汽车的自动变速器。此变速器有以下工作状态:停车、倒车、空档、行驶和低速。当驾驶员换挡时,系统会发生从一个状态到另一状态的转移,例如从停车到倒车。

有限状态机表示方法

通常,设计者使用真值表来表示有限状态机输入、输出和状态之间的关系。生成的表说明了控制被研究系统行为所必需的逻辑。设计事件驱动系统的另一种方法是系统行为建模,从状态间转移的角度来描述系统行为。特定情况下发生的事件决定了激活的状态。状态-转移图和气泡图就是基于这种方法的图形表示形式。

Stateflow 图表示形式

Stateflow 图可以包含以状态转移图、流程图、状态转移表和真值表形式表示的时序和组合逻辑。状态转移图是有限状态机的图形表示形式。状态转移构成了时序逻辑系统的基本构建块。时序逻辑的另一种表示方法是状态转移表,可让您输入表格形式的状态逻辑。您也可以使用流程图和真值表表示组合逻辑。

您可以将 Stateflow 图作为模块包括在 Simulink® 模型中。Simulink 模型中这些模块的集合即为 Stateflow 状态机。

Stateflow 图支持层次结构、并行机制和历史记录的表示。可以通过定义父级和后代对象结构体来组织复杂系统的布局。例如,您可以将状态置于其他层级更高的状态内。带有并行机制的系统可以拥有一个或多个正交状态同时处于激活状态。还可以基于历史信息指定转移的目标状态。

表示法

表示法定义一组对象和管理这些对象间关系的规则。Stateflow 图表示法提供了一种通过 Stateflow 图传达设计信息的方式。

Stateflow 图表示法包含以下元素:

  • 一组图形对象

  • 一组基于文本的非图形对象

  • 这些对象之间的已定义关系

语义

语义用于说明如何解释图表示法。典型的 Stateflow 图包含与转移和状态相关的动作。语义说明了图执行过程中以下动作的顺序。