基于VHDL的Petri網系統的FPGA實現
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4變遷時化有色Petri網CTPN的實現
4.1 CTPN網簡介
CTPN＝{P, T, F, C, S, G}為變遷時間化的有色Petri網,其中,
P 是一個有限的庫所集合。庫所包含有色托肯。
T 是一個有限的變遷集合。每個變遷均有一正實數的持續時間。一個激發顏色集與變遷相聯系,其中每種顏色表明了一種激發的可能性。
F 是與變遷相聯系的函數,表明了變遷激發后其輸入弧和輸出弧上信息的轉換關系,若F為恒等函數,則省略不標。
C 是與庫所相連的顏色的集合,C＝{C1,C2…Ci}。
4.2 CTPN網的元件實現
PROCESS進程是VHDL語言中最有特色的部分。在一個VHDL語言設計中,一個結構體中可以包括多個進程,而進程之間是并發的關系,同時又可以通過信號實現進程之間的聯系。在有色Petri網的實現過程中,主要利用了vhdl語言中的進程語句process,根據庫所中的顏色設置所需的進程,并將每一種顏色作為每一個相對應進程的敏感信號,而敏感信號的任何變化都可以啟動進程的運行,當敏感信號不發生變化時,進程是掛起的,從而實現了有色Petri網中庫所對不同顏色的識別。
如圖5(a)所示為一個簡單的變遷時化有色petri網模型,具有顏色集{b,y},如果P1中有標記b(或y),則變遷T1對于顏色b(或y)是使能的,T1的激發包括從庫所P1中移去一個標記b(或y),在P2中增加一個標記b(或y)。該模型的庫所和變遷元件的實現如圖5(b)、(c),其部分源程序為:
architecture beh of p_c is
begin
process(clk,reset,inb,outb)
…
end process;
process(clk,reset,iny,outy)
…
end process;…end beh;
變遷元件T_C的實現是將同步PN網中的變遷根據激發顏色進行細化。將變遷元件T_C和計時器相連即可實現時化的有色變遷,在Max＋PlusⅡ中形成可調用的時化變遷元件timc。
對圖5(a)模型的硬件實現通過調用庫所元件P_C和變遷元件T_C、timc實現,其實現的頂層元件圖如圖6(a)所示。并在Max＋PlusⅡ中對其作仿真,波形圖如圖6(b)。
5 本文作者創新點
本文給出了幾種Petri網系統的硬件實現方案,采用VHDL語言分模塊實現,描述元件的功能并將元件存入WORK庫中,使設計具有很強的可讀性、可重復性、及可修改性,大大提高了系統的開發效率。
參考文獻
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