一个嵌入式系统的Petri网模型与CPLD实现

逻辑控制器顶层Ｐｅｔｒｉ网模型如图２所示。该模型是一个基本网系统，其状态元素称为条件，变迁元素称为事件。事件的发生改变条件的状态（成真与否），引起信息在网上的流动?１?。由条件和事件组成的有向网通常表现为三元组（Ｂ，Ｅ；Ｆ），其中Ｂ为条件集，Ｅ为事件集。同时该模型还满足如下条件：

·（Ｂ，Ｅ；Ｆ）为简单网；

·Ｂ中每个条件都有机会成真，也有机会成假；

·Ｅ中每个事件都有机会发生；

·由初始情态ｃｉ导出的可达情态集是完全可到达关系Ｒ下的等价类。

因此，该模型还是一个Ｃ／Ｅ系统。在Ｐｅｔｒｉ网仿真软件Ｖｉｓｕａｌ Ｏｂｊｅｃｔ Ｎｅｔ＋＋中进行仿真测试，结果表明该模型能很好地描述控制器各部分之间的逻辑关系。
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３ ＶＨＤＬ程序的基本单元设计

ＣＰＬＤ（复杂可编程逻辑器件）是处于并行工作方式的基本电路单元构成的高速、大规模集成器件，可作为一种并发系统模型与Ｐｅｔｒｉ网建立联系。ＶＨＤＬ作为一种硬件描述语言，支持行为描述、数据流描述和结构化描述等多种描述方法，可以用并行和顺序多种语句方式描述实际的系统，并可采用ＶＨＤＬ的并行语句描述Ｃ／Ｅ系统中条件／事件间的并发关系，用ＶＨＤＬ的顺序语句描述条件／事件间的顺序约束机制，为解决Ｃ／Ｅ系统中的有效冲突提供了可行的方法。

ＶＨＤＬ语言程序设计的基本单元称为一个基本设计实体，其主要由实体说明（ｅｎｔｉｔｙ ｄｅｃｌａｒａｔｉｏｎ）和构造体（ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｂｏｄｙ）两部分构成。实体说明部分规定了设计单元的输入输出接口信号或引脚。根据该控制器的Ｃ／Ｅ系统中关心和需观察的变量选择系统的输入和输出信号，以确定基本设计单元的实体及其端口。在控制器的Ｃ／Ｅ系统模型中，因为事件驱动条件是变化的，所以将发生的事件作为设计实体的输入信号，系统条件作为实体的输出信号。同时，为实体设计一个输入端口ｓｙｓＳＴＡＲＴ，使系统上电复位。当ｓｙｓＳＴＡＲＴ触发时赋予系统初始标识，系统资源（Ｔｏｋｅｎ）流动使能。下面是具体的ＶＨＤＬ实体描述。

ＬＩＢＲＡＲＹ ＩＥＥＥ?

ＵＳＥ ＩＥＥＥ．ＳＴＤ＿ＬＯＧＩＣ＿１１６４．ＡＬＬ?

……?其它库?

ＥＮＴＩＴＹ ＭａｉｎＣｔｒｌ ＩＳ

ＰＯＲＴ?ｓｙｓＳＴＡＲＴ： ＩＮ 数据类型?

事件：ＩＮ数据类型?

条件：ＯＵＴ数据类型??

ＥＮＤ ＭａｉｎＣｔｒｌ ＩＳ?

构造体部分定义了设计单元的具体构造和操作（行为）。Ｃ／Ｅ系统模型的拓扑结构直观地表达了条件和事件间的约束机制。这种约束机制映射为控制器内部各模块之间的逻辑关系。根据控制器Ｃ／Ｅ系统模型的特点，可采用多进程结构描述Ｃ／Ｅ系统。进程内部顺序执行，进程之间并发执行。多进程结构是并行执行进程的网络，多个进程并发执行。因此从Ｃ／Ｅ系统的拓扑结构，可将各进程映射为Ｃ／Ｅ系统的各库所状态，从而能够描述出各条件库所间的异步并发关系。各进程之间通过接口信号进行通信。接口信号是由新变化的参量引导进程产生的输出结果。设计进程的程序，使之产生的输出结果成为新的库所状态，从而影响变迁触发（ｆｉｒｅ）条件，以各进程的输出结果作为进程间的通信接口信号。具体描述如下：

ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ ｂｅｈａｖ ＯＦ ＭａｉｎＣｔｒｌ ＩＳ

ＢＥＧＩＮ

进程Ｒｉ：ＰＲＯＣＥＳＳ（事件集） ｉ∈?１，１４?

ＢＥＧＩＮ