tilanohjaimen

Tilanohjain on ohjelmisto- tai laitteistokomponentti, joka hallitsee järjestelmän tilojen vaihtelua. Tila tarkoittaa järjestelmän yksiselitteisesti määriteltyä toimintamuotoa, kuten käynnissä, pysäytetty, virhetilassa tai odotustilassa. Tilanohjaimen tehtävä on määrittää, miten tiloja vaihtuu ja mitä toimenpiteitä tilamuutosten yhteydessä suoritetaan.

Perusmalli tilanohjaajalle on tilakone (finite state machine, FSM): tilat ja niihin liittyvät siirtymät kuvataan tilataululla tai tilakaaviona. Siirtymät syntyvät ulkoisista tapahtumista tai ehdoista; tilalle voidaan liittää tilan sisään- ja ulostulotoiminnot sekä eri tilojen suorittamia tehtäviä ennen siirtymää tai siirtymän yhteydessä.

Suunnittelussa korostuvat determinismi, kattavuus ja virheensietokyky; pyritään välttämään kuolleita tiloja ja varmistamaan, että tilakone saavuttaa halutut tilat. Toteutukset voivat olla hardware-pohjaisia (FPGA, ASIC) tai ohjelmallisia (esim. sulautetut järjestelmät, PLC:t). Erityyppisiä tilakoneita ovat Mealy- ja Moore-tilakoneet; Mealy-koneen ulostulot riippuvat sekä tilasta että syötteestä, Moore-koneen ulostulot riippuvat vain tilasta. Suurissa järjestelmissä voidaan käyttää hierarkisia tai rinnakkaisia tilakokonaisuuksia.

Käyttökohteita ovat esimerkiksi sulautetut järjestelmät, robotiikka, teollisuusprosessit, käyttöliittymien tilansiirtymät sekä protokollien hallinta. Tilanhallintaan liittyvät tilakoneet ovat keskeisiä, kun järjestelmällä on useita selkeästi määriteltyjä tiloja ja siirtymiä niiden välillä. Yleisiä tilakoneiden muotoja ovat Moore- ja Mealy-koneet; hierarkiset ja rinnakkaiset tilat ovat tavanomaisia suurissa järjestelmissä.

Huomautus: tilanohjaimen on tilanohjain-sanan genetiivimuoto.

---