Om een FSM in hardware te implementeren moet onderstaande redenering gemaakt worden. De redening wordt uitgelegd aan de hand van een voorbeeld: verkeerslichten.
Stel dat het hardware-ontwerp vraag voor de hiernaast afgebeelde FSM. Zolang er geen halt gebeurt, volgende volgende toestanden elkaar op: sGroen, sOranje en sRood. In iedere van deze 3 toestanden brandt 1 lamp is juist kleur.
Van zodra een reset signaal optreedt, wordt de cyclus afgehandeld tot aan de red_state. Vervolgens komt de FSM in de sReset, waarin de FSM blijft tot de halt wegvalt. In de reset state branden alle lampen.
De eerste stap die genomen moet worden is het coderen van de toestanden.
Met de geïntroduceerde codering en de gekende uitgangen van de FSM, kan er een waarheidstabel opgesteld worden.
Tenslotte moeten er Booleaanse expressies gevonden worden. Dit moet gedaan worden voor iedere uitgang. Daarnaast moet dit ook gebeuren voor elke bit in de toestands-encodering
Samenvattend, kan er besloten worden dat het controle pad gemaakt kan worden met 2 flipflops, 3 NOT, 1 EXOR, 1 NEXOR, 3 and en 2 or-poorten.
Gebruik makend van een andere codering, kan een ander resultaat bekomen worden met dezelfde functionaliteit.
Dit alternatief van het controle pad kan gemaakt worden met 3 flipflops, 2 NOT, 3 and en 2 or-poorten.
Toestandsencodering
Encoderen van de toestanden in een FSM:
- willekeurig
- bv. 000, 111, 011, 110, 101
- minimale bitverandering (= Gray encodering)
- bv. 00, 01, 11, 10
- one-hot
- bv. 0001, 0010, 0100, 1000