Moore型状态机和Mealy型状态机的区别
（1）Moore型状态机：输出信号只取决于当前状态。
（2）Mealy型状态机：输出信号不仅取决于当前状态，还取决于输入信号的值。
【数字IC/FPGA设计|Moore型状态机和Mealy型状态机的区别以及各自Verilog的实现细节（为什么Moore型状态机需要多一个状态（怎么选择用哪一种状态机？））】它们的区别就在于输出信号是否与输入信号有关，造成的结果是：
实现相同功能时，Moore型状态机需要比Mealy型状态机多一个状态，且Moore型状态机的输出比Mealy型延后一个时钟周期。
这里举一个HDLBits上的例子：
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这两道题目要求分别用Moore型状态机和Mealy型状态机来实现对输入信号x的二进制补码转换。电路会对输入持续进行转换，直到复位信号到来。从两道题目给出的示例时序图可以看出，同样的输入下，Moore型状态机的输出z比Mealy型状态机延迟了一个时钟周期。
由于第二道题直接给出了状态图，我们就先从第二题的Mealy型状态机做起。
由状态图：复位信号到来，状态机进入A状态。
在A状态中，如果输入的x=0，则输出z=0，下一状态仍是A；如果输入的x=1，则输出z=1，下一个状态为状态B；
在B状态中，如果输入的x=0，则输出的z=1，下一状态仍是B；如果输入的x=1，则输出的z=0，下一个状态还是B。
由以上状态图，很容易就能写出相应的三段式状态机的Verilog代码：
module top_module (
input clk,
input areset,
input x,
output z
);
parameter A = 2'b01;
parameter B = 2'b10;
reg [1:0] state, next_state;
always @ ( posedge clk or posedge areset ) begin
if ( areset )
state <= A;
else
state <= next_state;
endalways @ ( * ) begin
case( state )
A:
next_state = x? B: A;
B:
next_state = B;
endcase
endalways @ ( * ) begin
case( state )
A:
z = x;
B:
z = !x;
endcase
endendmodule再来考虑第一题，使用Moore状态机来解决这个问题：
首先分析可能的状态，画出状态图：
复位信号到来，同样强制进入A状态；
A状态中，若输入的x=0，保持在A状态，x=1则进入B状态；
B状态中，若输入的x=0，保持在B状态，x=1则进入C状态；
C状态中，若输入的x=1，保持在C状态，x=0则进入B状态。
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在这里，Moore型状态机比Mealy型多了一个中间状态B：因为Moore型的输出与输入无关，只与当前状态有关，所以需要多出一个状态来产生一个输出。具体而言，在Mealy型状态机中，状态A有两个输出，z=0或z=1，这两个输出的值是由输入的x来决定的（z=x）。而在Moore型状态机中，输出与输入是无关的，不能根据输入的x的值决定输出的z的值（输出的值只跟状态有关,在这里只跟状态B有关，若在状态B，输出1，不在状态B则输出0）。
相应的Verilog代码：
module top_module (
input clk,
input areset,
input x,
output z
);
parameter A = 3'b001;
parameter B = 3'b010;
parameter C = 3'b100;
reg [2:0] state, next_state;
always @ ( posedge clk )
temp <= x;
always @ ( posedge clk or posedge areset ) begin
if ( areset )
state <= A;
else
state <= next_state;
end
always @(*) begin
case ( state )
A: begin
next_state = x? B: A;
end
B: begin
next_state = x? C: B;
end
C: begin
next_state = x? C: B;
end
default: begin
next_state = A;
end
endcase
endassign z = state==B;
endmodule由于Moore型状态机的输出与输入无关，需要多用一个状态变量产生输出。所以Moore型状态机的输出由此多了一个时钟周期的延迟。换句话说，输入输出的延迟是由于Moore状态机的输出仅仅取决于Moore状态机的当前状态。因此，在编码器使与采样或者检测到的输入相对应的输出有效之前，输入的变化必须首先使状态发生转移！
怎么选择用哪一种状态机：
通常情况下，Mealy状态机的输出容易受到输入比特流中的毛刺影响，如果系统不能承受这种影响，就必须使用Moore状态机。
