基于Petri网元件库的控制器设计

本文用VHDL语言对Petri网中的库所和变迁分别进行描述并实现,并在EDA软件平台MAX+plusII中生成其对应的器件符号图,建立Petri网元件库。并以一个实例,像调用电路元件那样,通过调用生成的Petri网元件,绘制出Petri网模型对应的电路图,然后在Max+PlusII中进行编译、模拟、适配,并下载到可编程逻辑器件FPGA中,最后在实验开发系统GW48-CK中进行硬件测试,可直接获得控制器。此方法为并行控制器的设计与实现提供了一种有效的途径,这也是一种图形化的编程方法。仿真波形及硬件测试结果表明了这一方法的正确性。     

Petri网的硬件实现

Petri网是异步并发现象建模的重要工具,Petri网的硬件实现将为并行控制器的设计提供有效的途径.给出了几种Petri网系统的硬件实现方法,包括带抑制弧和允许弧的C/E系统、P/T系统、T-时延Petri网系统;给出了硬件实现中非纯网的处理方法.首先讨论实现各种Petri网的逻辑电路;然后用ABEL语言对逻辑电路进行描述;最后给出了一个用解释Petri网描述的服务系统的例子,说明如何使用硬件(CPLD)实现的方法.实验结果表明了上述方法的正确性.这对于离散事件动态系统控制器的设计,尤其是片上并行控制器、多处理器芯片的设计都具有十分重要的意义.     

可编程逻辑控制器的平行Petri网设计与实现方法

为了实现可编程逻辑控制器(PLC)的形式化设计, 定义了一种可以感知和执行的新型Petri网, 称为平行Petri 网. 将输入输出变量映射到库所结点上, 描述了PLC的Petri网模型的一般设计方法, 进而给出了其动态演化算法. 通 过C语言和TwinCAT联合编程, 使得Petri网与被控物理对象平行演化, 实现了Petri网对物理过程的平行感知和控制, 并完成了实验验证. 该方法可以缩短控制代码的开发周期, 简化程序复用的复杂性, 为平行系统在PLC工程中的应 用提供了有效工具.     

基于Petri网的数字系统建模和VHDL实现

基于Petri网的数字系统的建模及其硬件实现方法已经得到了广泛的研究,然而现有的方法主要适用于同步电路,由此提出了一种基于Petri网的数字系统建模和VHDL实现的新方法。首先定义了一种广义同步自控网系统,解决了数字系统的Petri网建模问题。基于一种带优先级的多输入多时钟D触发器,设计了对应的软IP核,进而探讨了广义同步自控网系统模型到VHDL代码的具体转换方法。设计的CAD工具支持数字系统的建模、功能分析与代码转换功能。通过设计示例表明了所述方法和相关工具的有效性。     

基于Petri网建模的并行粒子群算法

粒子群优化算法,起源于鸟群行为的研究,是一种基于群智能的进化计算技术,通过粒子之间的协作与竞争以实现对多维复杂空间的高效搜索。提出了基于Petri网的并行粒子群算法,并采用经典测试函数验证算法的有效性。测试结果表明,算法能很好地控制粒子群优化过程中的早熟问题,并能够较好地得到群落全局最优解。     

基于VHDL的Petri网系统的FPGA实现

在EDA软件Max Plus Ⅱ中,采用VHDL语言,几种Petri网系统的硬件实现方法,包括同步PN、时延PN及高级网系统有色PN,可以实现从系统的Petri网模型直接获得相应的逻辑电路;并分别给出实例,绘制系统电路图,仿真结果证明了Petri网元件设计的正确性.     

通信协议的Petri网模型与FPGA实现

应用Petri网中的C/E系统建立半双工通信协议模型,并对基于C/E系统的协议模型进行VHDL程序设计.采用EDA软件工具对VHDL语言进行综合、适配,对协议模型进行性能仿真,并由FPGA器件实现该模型,提供了一种协议实现方法.     

基于普通Petri网的梯形图中接通延时定时器的建模方法

针对可编程逻辑控制器(PLC)的接通延时定时器(TON),提出了其普通Petri网建模方法。将状态变量描述为库所对,将TON中的指令运算描述为变迁,从而将TON模块描述为一个普通Petri网结构。结果表明该Petri网能够准确地描述TON的动态行为,从而为PLC梯形图程序的形式化设计或验证提供了建模方法。     

一种基于CPLD的DMA控制器IP核设计

介绍了一种基于CPLD实现的CPU停机方式DMA读传送的方法，并给出了相应的原理图及核心部件的VHDL程序。采用此方案可以显著提高单片机的数据传输速度。     

基于时延Petri网数据并行问题的分析

Petri网作为一种直观的图形建模工具和一种具有丰富数学基础的形式模型,非常适合描述具有并发、异步和分布特征的系统。数据并行即将相同的操作同时作用于不同的数据,利用时延变迁Petri网来分析数据并行问题,可以找出具有相同操作的结构,这对于数据并行问题在并行机上进行模拟有很大好处。     

Petri网到VHDL的翻译器设计与实现

研究了如何用CONPAR语言对Petri网图形进行描述,来获得Petri网模型对应的等效文本文件;然后设计了由Petri网文本文件到VHDL转换的文法规则及对应的语义动作源文件,并由编译工具YACC自动生成Petri网到VHDL转换的语法分析器;语法分析生成的中间代码是一棵抽象语法树,可以自顶向下遍历此抽象语法树,并按照相应的语义规则,通过比较Petri网文本描述和VHDL代码的差别生成VHDL目标代码;由此实现了Petri网到VHDL的翻译器,为基于Petri网的并行控制器的自动硬件实现提供了一种快速有效的方法。     

基于VHDL的LCD控制器的设计与实现

文章介绍了基于VHDL语言状态机的LCD控制器的设计方法,说明了字符型液晶显示器显示的基本原理,给出了显示字符的方法及实现LCD控制器的部分VHDL语言程序。基于VHDL设计的LCD控制器具有很好的移植性,稍加改动就可以应用到不同场合。     

基于时间Petri网的并行测试任务调度

并行测试拥有减少测试时间和降低测试成本的强大优势,正成为研究热点之一;首先介绍了并行测试的基本概念,针对在并行测试系统中由于多任务并行调度,可能引起的资源冲突问题,提出一种基于时间Petri网的并行测试任务调度建模方法;通过搜索Pe-tri网模型的可达树,寻找不同的变迁发生序列;比较不同序列的完成时间,得到完成所有测试任务需要时间最短的并行任务调度序列;最后,在该模型下,对一个实例进行了仿真分析;试验结果表明,该模型适于描述该类型系统的任务调度过程。     

NIDS中一种基于petri网的并行推理算法

针对网络攻击具有并发性,攻击特征的提取具有不确定性等特点,提出了一种petri网并行推理算法,把Petri网模型转化为矩阵形式,通过矩阵的运算来实现算法的并行性,并给出了推理机的实现机制。通过算法,可以同时处理多种攻击,并得到多种攻击各自的概率,概率越高发生入侵的可能性越大,对于攻击的不确定性提供多种的攻击概率,可以降低攻击特征的不确定性。通过评估实例说明推理机制的正确性和有效性,同时也证明了推理算法的高效率。     

基于Petri网模型的Telenet客户机选项协商实现

用一般程序结构对有状态系统进行模拟时，由于没有把握状态变化的特点，程序代码十分复杂，不利于程序的理解和维护。提出一种基于Petri网模型的解决方案，并以Telenet客户机的选项协商为例讨论了它的实现。     

基于三层混合编程模型的Petri网并行算法研究

为解决多核机群Petri网并行化过程中,运用MPI+OPenMP混合编程实现同步会出现死锁的问题,提出了基于三层混合编程模型的Petri网并行算法。首先,根据事务内存的同步优势,在多核机群环境下构建MPI+OPenMP+STM的三层编程模型;然后,对Petri网的几何模型与代数模型的并行化进行分析,建立MPI+OPenMP+STM三层结构的Petri网并行模型,并对三层混合编程模型的Petri网并行算法进行设计与分析;最后,通过示例进行编程验证,该算法的运行效率明显优于其他编程模式,而且Petri网的规模越大,其并行计算的效果就越明显。因此,该算法是多核机群环境下模拟Petri网并行运行的一种高效且可行的算法。     

基于Petri网并行程序通信死锁的检测和预防

无死锁是并行程序正确性的主要条件之一,已有研究成果关注于死锁检测,但对死锁预防研究较少。该文在对消息传递模式并行程序各种通信过程进行分类介绍的基础上,借助Petri网进行建模,提出程序死锁与Petri网死标识的对应关系,给出通信死锁检测算法,进而针对2种引起通信死锁的原因提出了3种预防方法,通过比较提出最佳方案。该方法既有较好的通用性,又可用于并行算法设计阶段的死锁预防以提高并行编程效率。