预览
VAPS XT提供了预览功能，所谓的预览功能就是在设计时或者设计完成后，不编译就可查看运行效果的方式。
打开VAPS XT官方示例工程中的PFDExample
点击工具栏的Play按钮即可不编译就运行程序
仿真运行时，所有的数据接口处于灰色状态，并且不可修改。
同时，各个控件、模块的数值会根据Data Flow更新（PFDExample中没有状态图和Transition）。
VAPS XT只提供了这一种仿真功能，剩下的只能是编译运行了。
当然，本文的重点不是预览这个功能，而是藏在背后的那个东西：状态机
状态机
在VAPS XT开发入门教程00：基本介绍和VAPS XT开发入门教程04：GUI界面说明中介绍过状态机
一个健壮的状态机可以让你的程序，不论发生何种突发事件都不会突然进入一个不可预知的程序分支。
这正是VAPS XT这种软件需要的功能，飞机上的软件一切都要是可控的，所有的状态都是可预测的，这也是适航认证的重点。
定义
状态机是有限状态自动机的简称，是现实事物运行规则抽象而成的一个数学模型。
先来解释什么是“状态”（State）。现实事物是有不同状态的，例如一个LED等，就有 亮 和 灭 两种状态。我们通常所说的状态机是有限状态机，也就是被描述的事物的状态的数量是有限个，例如LED灯的状态就是两个 亮 和 灭。
状态机，也就是 State Machine ，不是指一台实际机器，而是指一个数学模型。说白了，一般就是指一张状态转换图。
举例
以物理课学的灯泡图为例，就是一个最基本的小型状态机
可以画出以下的状态机图
这里就是两个状态：①灯泡亮，②灯泡灭
如果打开开关，那么状态就会切换为 灯泡亮 。灯泡亮 状态下如果关闭开关，状态就会切换为 灯泡灭。
状态机的全称是有限状态自动机，自动两个字也是包含重要含义的。给定一个状态机，同时给定它的当前状态以及输入，那么输出状态时可以明确的运算出来的。
例如对于灯泡，给定初始状态灯泡灭，给定输入“打开开关”，那么下一个状态时可以运算出来的。
四大概念
下面来给出状态机的四大概念。
- State ，状态。一个状态机至少要包含两个状态。例如上面灯泡的例子，有 灯泡亮和 灯泡灭两个状态。
- Event ，事件。事件就是执行某个操作的触发条件或者口令。对于灯泡，“打开开关”就是一个事件。
- Action ，动作。事件发生以后要执行动作。例如事件是“打开开关”，动作是“开灯”。编程的时候，一个 Action 一般就对应一个函数。
- Transition ，变换。也就是从一个状态变化为另一个状态。例如“开灯过程”就是一个变换。
下图是VAPS XT transition的图
Trigger就是Event，Action就是对应着Action，Guard应该对应着State，这个过程就是Transition。
通过拖拽实现的状态图也是类似。
Data Flow
Internal Transition和状态图好理解，因为它基本上快把 “我是用状态机实现的” 写在脸上了。
之前我一直不理解Data Flow是怎么实现的，昨晚（2022.06.29）洗澡前突然写到状态机这个功能，瞬间顿悟了。
实现
Data Flow中使用的是某个数据结构的实例
- 默认情况下，实例创建后会有一个默认值
- 数值（不管是谁以什么方式）修改后，实例值改变，同时触发数据更新事件
- 数据更新事件发送后，实例处于等待状态
- 数据更新事件发送后，进入数据更新回调函数后进入下一个实例的状态机中
Data Flow表格中的应该就是数据更新事件和数据更新回调这个流
根据状态迁移，定义状态机状态如下：
typedef enum{
sta_origin=0,
sta_update,
sta_updated,
sta_wait
}State;
发生的事件如下：
typedef enum{
evt_wait=0,
evt_update,
evt_updated
}EventId;
不论是状态还是事件都可以根据实际情况增加调整。
定义一个结构体用来表示当前状态转换信息：
typedef struct{
State curState;//当前状态
EventID eventId;//事件ID
State nextState;//下个状态
CallBack action;//回调函数，事件发生后，调用对应的回调函数
}StateTransform;
事件回调函数：实际应用中不同的事件发生需要执行不同的action，就需要定义不同的函数， 为方便起见，本例所有的事件都统一使用同一个回调函数。功能：打印事件发生后进程的前后状态，如果状态发生了变化，就调用对应的回调函数。
void action_callback(void *arg){
StateTransform *statTran = (StateTransform *)arg;
if(statename[statTran->curState] == statename[statTran->nextState]){
printf("invalid event,state not change\n");
}else{
printf("call back state from %s --> %s\n",
statename[statTran->curState],
statename[statTran->nextState]);
}
}
为各个状态定义迁移表数组：
/*origin*/
StateTransform stateTran_0[]={
{
sta_origin,evt_wait, sta_update,NULL},
{
sta_origin,evt_update, sta_updated,action_callback},
{
sta_origin,evt_updated, sta_wait,NULL},
};
实现event发生函数：
void event_happen(unsigned int event)
功能：根据发生的event以及当前的进程state，找到对应的StateTransform 结构体，并调用do_action()
void do_action(StateTransform *statTran)
功能：根据结构体变量StateTransform，实现状态迁移，并调用对应的回调函数。
#define STATETRANS(n) (stateTran_##n)
/*change state & call callback()*/
void do_action(StateTransform *statTran)
{
if(NULL == statTran)
{
perror("statTran is NULL\n");
return;
}
//状态迁移
globalState = statTran->nextState;
if(statTran->action != NULL)
{
//调用回调函数
statTran->action((void*)statTran);
}else{
printf("invalid event,state not change\n");
}
}
void event_happen(unsigned int event)
{
switch(globalState)
{
case sta_origin:
do_action(&STATETRANS(0)[event]);
break;
case sta_update:
do_action(&STATETRANS(1)[event]);
break;
case sta_updated:
do_action(&STATETRANS(2)[event]);
break;
case sta_wait:
do_action(&STATETRANS(3)[event]);
break;
default:
printf("state is invalid\n");
break;
}
}
总结
- VAPS XT核心功能就是建立在状态机这个功能上面
- 如果数据更新后同时触发两个回调函数会导致变换状态不稳定，这应该是Data Flow不允许Destination部分有相同实例的原因
问题
- 部分功能是使用代码实现的，如何在不编译的情况下实现代码功能的运行。
如果你有问题，如果是简单的问题可以发邮件给免费解惑，如果涉及难问题或者需要提供附加的服务（比如授权、大工程集成编译、多分区相关，或者作为中间商联系Presagis）可以联系上海亥伯智能科技有限公司 邮箱
本文首发于：VAPS XT开发入门教程05：预览与状态机