State Machine Example (Stop Light)

Objective

• 주어진 시스템을 Moore, Mealy, 그리고 Statechart로 표현하는 방법을 배운다.
• State Diagram을 위한 Programming Pattern을 이해하고 활용할 수 있다.

예제: 신호등(StopLight)

1. 신호등의 동작을 State Machine으로 표현해 보자
2. 이것을 소프트웨어로 구현하려면 어떤 방식으로 해야 할까?

신호등의 동작

• 빨강, 노랑, 초록 으로 구성된 신호등이 있다.
• 입력부에서 통신 혹은 스위치 입력으로 STOP, GO 명령을 받아서 동작한다.
• GO 명령이 들어오면 초록 등이 켜진다.
• STOP 명령이 들어오면 노랑 등이 켜진후 일정시간 후 빨강 불이 켜진다.

FSM 표현 - Event

• Moore model

• Mealy model

• SW Pattern

/**   StopLight.h    **/

/* PUBLIC TYPEDEFS AND STRUCTURES        */
typedef enum {
    STOPLIGHT_INIT = 0,
    STOPLIGHT_RED = 1,
    STOPLIGHT_GREEN = 2,
    STOPLIGHT_YELLOW = 3
} StopLightState_t;

typedef enum {
    LIGHT_OFF_ALL = 0,
    LIGHT_RED_ONLY = 1,
    LIGHT_GREEN_ONLY = 2,
    LIGHT_YELLOW_ONLY = 3
} Light_t;

/* PUBLIC VARIABLES        */
extern Light_t Light;
extern StopLightState_t StopLightState;

/* PUBLIC FUNCTIONS        */
void StopLight(void);

/* StopLightEvent.c */

/* PUBLIC VARIABLES       */
Light_t Light;
StopLightState_t StopLightState = 0;

/* PRIVATE VARIABLES         */

/* Variables for test purpose  ***********/
bool evGo = false;
bool evStop = false;
bool evTimeout = false;

void StopLight()
{
    switch(StopLightState){

    case STOPLIGHT_INIT:
        StopLightState = STOPLIGHT_RED;
        break;

    case STOPLIGHT_RED:
        Light = LIGHT_RED_ONLY;
        if(evGo == true){
            StopLightState = STOPLIGHT_GREEN;
        }
        break;

    case STOPLIGHT_GREEN:

        break;

    case STOPLIGHT_YELLOW:

        break;
    default :
        ;

    }
}

FSM 표현 - Condition

/* PUBLIC VARIABLES      */
Light_t Light;
StopLightState_t StopLightState = 0;

/* Variables for test purpose */
typedef enum {
    CMD_NONE = 0,
    CMD_GO = 1,
    CMD_STOP = 2
} Cmd_t;
Cmd_t Cmd = CMD_NONE;
bool evTimeout = false;


/* PUBLIC Function Implementation      */
void StopLight()
{
    switch(StopLightState){

    case STOPLIGHT_INIT:
        StopLightState = STOPLIGHT_RED;
        break;

    case STOPLIGHT_RED:
        Light = LIGHT_RED_ONLY;
        if(Cmd == CMD_GO){
            StopLightState = STOPLIGHT_GREEN;
        }
        break;

    case STOPLIGHT_GREEN:

        break;

    case STOPLIGHT_YELLOW:

        break;
    default :
        ;

    }
}

[Activity]

• 위의 두 코드 모두 일부만 완성되어 있다. 주어진 코드사용하여 나머지 부분을 모두 완성하여 보자.