请描述一个同步状态机下图是其状态转移图共有 4 个状态：stateO、state1、state2、state3每个状态下的输出分别为：out=001 out=010 out=100 out=111缺省输出为：out=001。要求采用三段式。

同步状态机是一种基于时钟信号进行状态转移的状态机。它的状态转移和输出都与时钟信号同步，能够保证数据的可靠性和稳定性。下面是一个同步状态机的描述：

输入信号：时钟信号 clk，输入信号 in。

状态变量：当前状态 state。

输出信号：输出信号 out。

状态转移和输出规则：

1. 当前状态为 stateO 时，如果输入信号 in 等于 1，则状态变为 state1，输出信号为 010；否则状态保持不变，输出信号为 001。

2. 当前状态为 state1 时，如果输入信号 in 等于 1，则状态变为 state2，输出信号为 100；否则状态变为 stateO，输出信号为 001。

3. 当前状态为 state2 时，如果输入信号 in 等于 1，则状态变为 state3，输出信号为 111；否则状态变为 state1，输出信号为 010。

4. 当前状态为 state3 时，如果输入信号 in 等于 1，则状态保持不变，输出信号为 111；否则状态变为 state2，输出信号为 100。

缺省输出为 001。