Máquinas Mealy vs Moore

Una máquina de estados finitos (FSM) es lógica de control que recuerda qué está haciendo. Toda FSM tiene:

• Un registro de estado (un grupo de flip-flops).
• Lógica de siguiente estado (combinacional, decide qué estado será en el próximo flanco).
• Lógica de salida (combinacional, decide las salidas ahora mismo).

De dónde toma sus entradas la lógica de salida divide a las FSM en dos familias.

Moore: salidas dependen solo del estado

flowchart LR
    IN([entrada]) --> NS["siguiente estado"]
    NS --> SR["reg. estado"]
    SR --> OUT["salidas"]

Dado un estado, la salida está fija. Si estás en S_GREEN, green = '1'. Siempre. Sin importar cómo se vea la entrada.

Pros

• Las salidas solo cambian en flancos → sin glitches.
• Fáciles de razonar, depurar y verificar.

Contras

• Al menos un ciclo de latencia entre entrada y salida (el estado tiene que transicionar primero).
• A veces necesitas más estados para codificar el mismo comportamiento que una Mealy.

Mealy: salidas dependen de estado + entrada

flowchart LR
    IN([entrada]) --> NS["siguiente estado"]
    NS --> SR["reg. estado"]
    IN --> OL["lógica salida"]
    SR --> OL
    OL --> OUT([salidas])

Las salidas son función del estado y la entrada actuales. Pueden cambiar entre flancos.

Pros

• Más rápida — las salidas reaccionan en el mismo ciclo, no en el siguiente.
• Suele necesitar menos estados.

Contras

• Las salidas pueden glitchar (siguen la entrada combinacional).
• Más difícil depurar cuando las salidas no se alinean con los flancos.

¿Cuál deberías usar?

Por defecto: Moore. La ausencia de glitches y la alineación con flancos hacen los diseños predecibles. Para control dentro de un CPU, un controlador de memoria o algo crítico, Moore es más seguro.

Usa Mealy cuando necesites reaccionar en el mismo ciclo, o cuando los estados extra que te pediría una Moore hagan el diseño inflado. UART y motores de protocolo suelen terminar Mealy por tiempo de reacción.

Cómo las sostiene Kmila

Ambos estilos caen en el mismo patrón de dos procesos que verás en el ejemplo del semáforo:

-- Proceso 1: registro de estado (siempre Moore-seguro)
process(clk, reset)
begin
  if reset = '1' then
    state <= S_IDLE;
  elsif rising_edge(clk) then
    state <= next_state;
  end if;
end process;

-- Proceso 2: lógica combinacional de siguiente estado + salidas
process(state, input)
begin
  ...
end process;

Para Moore las salidas solo miran a state. Para Mealy miran a state e input.

Qué recordar

• Moore: salida = función del estado. Sin glitches.
• Mealy: salida = función del estado + entrada. Más rápida.
• Empieza con Moore; pásate a Mealy cuando tengas razón específica.