基于FPGA的Petri網模擬器設計及應用研究

張東瑩

(南京技師學院，江蘇南京，210023)

0 引言

Petri網，是一種抽象規范性語言.實際運用期間，它不僅可以借助常規的語言形態將其描述出來，還能夠利用可視化圖形將其表達出來，具有應用靈活度高、操作便捷等特點。基于FPGA的Petri網模擬器分析，就是結合其多樣化編程語言實施形式，對網絡程序的設計要點進行整理。

1 Petri網

Petri網，是處于變化狀態的具有發生權的模擬系統[1]。只要Petri網進入一個新的狀態，程序就將產生新的網絡程序變遷，最終形成新的托肯，以確保網絡程序隨著外部程序的變化進行數據改變（如圖1）。

圖1 Petri網結構圖

如果運用矩形陣對Petri網的變化規則進行表示，則標識網則是一個完整的信息集合，而其中所包含的變遷的數據則是元素，對應狀態中所產生的狀態則被認定為標識。假設我們將Petri網的一個周期運行，看作是矩陣結構中的輸入和輸出框架，則每行、每列部分的信息變化，都將以矩形結構排列的順序展現出來，最終通過弧形連接置位和權值的變化情況，反饋Petri網內部數據的改變情況。

2 基于FPGA的Petri網模擬器設計

基于FPGA的Petri網模擬器設計，主要是將多個零散的Petri網信息串聯在一起，以實現不同的形狀、規模方式的綜合評定和編程銜接。故而，只有在Petri網模擬器中大規模代碼正確銜接時，Petri網模擬器的檢測作用方可起到實際存在的作用。現結合FPGA基本情況。

2.1 矩陣設計到Verilog HDL編譯程序

矩陣設計是Petri網模擬器操作管理的主要形態，它能夠將FPGA網頁中的程序信息，都整理為一個完整的編譯程序框架。但它僅僅是將Petri網模擬運行中的信息進行了整理，而不能對程序運行中的數據變化情況進行反饋。在此基礎上，充分利用Verilog HD編譯，通過2個文本文件，在C語言的基礎上，將原有的二維函數轉換為一維數據。這一環節中，Verilog HDL將主動通過硬件代碼的編譯分析，創建與之相互匹配的代碼體系，最終生成網頁操作框架。此外，Petri網模擬器中局限性輸入、輸出矩陣調節時，布局內文件將依據數據的組合框架大小情況，實行加載信息的轉變與調節。

即，從矩陣設計到編譯程序代碼的變更，每一個環節中的信息變換和轉變，都有與之跟隨的程序框架作為輔助，繼而實現了Petri網模擬器綜合檢驗的狀態。

2.2 網庫模塊的變更調整

基于FPGA的Petri網模擬器操作時，網庫模塊的對應調整時，也善于通過網庫模塊的前后對應調節，保障Petri網模擬器的靈活調整。簡單來說，網庫模塊的變更調整，主要是依據程序中前期驅動網庫的信息整合，進行Petri網內部數據整理與交換，然后在后續網庫模塊變遷的情況下，將庫內驅動數據很好的組合整理在一起（如圖2）[2]。

圖2 Petri網庫變更圖

Petri網模擬器前庫與后庫進行信息交換時，為保障每一部分庫內信息的有序承接，驅動變遷模塊的傳輸信號和反饋信號，將在后續庫信號的引導下，進行模塊輸出和輸入部分的對應調整。如果前庫數據順利的變更到后庫中，記錄數據將變更為1，如果其過程中出現阻礙，則記錄數據將顯示0。但無論Petri網模擬器接受到的信號是否完整，最終都將對應輸入信號內容進行綜合評價。其相關內容包括load、P_init、clk等內容，當Petri網模擬器反饋結果產生差異時，系統將跟蹤進行調整。

此外，無論Petri網模擬器處于哪種變化狀態之中，模塊之間的轉換和調節，均需要有控制輔助器作為保障，最終將所有控制器中的信號與運行信號有機結合在一起，以完成網庫變更中的信號輸出記錄。

2.3 P/T系統進行沖突調配

Petri網模擬器實際測試運用時，也存在著部分網絡信號判斷沖出的問題。此時程序主要采用了控制器對每一個模塊進行沖突調節。

如果Petri網模擬器沖突為輪換式變遷沖突，用戶可通過庫所模塊變更法，對輪換變遷的信號進行復位調節。相反，Petri網模擬器信號中的測驗變化，程序主要是通過控制器中最后一個信號的變遷調節，完成輪換信號的變更調整。

如果Petri網模擬器屬于隨機分配式的沖突，程序往往采用線性反饋位移寄存器進行偽裝發生更改。在某種程度上，我們可以將其理解為隨機性程序變更映射規律。當沖突隨機發生時，偽隨機可以依據Petri網隨機運作程序，實現映射數據的對應改變。

現場可編程門列陣中的Petri網模擬器信息傳輸P/T系統調節時，每一個小程序部分的對應調節，都要注意在程序操作和分析期間的程序變化。具體而言，系統一方面是從加載程序階段的狀態，自主進行步驟狀態的對應調整，一方面還需要在程序更換前，就進入到信號準備階段，以確保不同時期的信號穩定性和協議性。

2.4 控制模塊操控管理

Petri網模擬器實際操作期間，為確保測驗分析程序能夠保障穩定性測驗，有時也需要控制器模塊的調節解決問題。基于FPGA的Petri網模擬器運轉管理時，首先通過“單步運行”，完成模擬程序的局部調整；其次是通過“制定步數運行”，完成Petri網模擬器操作的最佳調整。其三是在“持續運行”環節上，通過程序操控與調節，將處于空置狀態的模擬數據庫、以及與之關聯的子數據庫，同時進行Petri網模擬器調控后的矯正。最后，如果Petri網模擬器所得到的結果，與整體結構結構之間的相互對應，加載程序信號按照128bit順序進行記載存儲。

值得注意的，基于FPGA的Petri網模擬器進行存儲和記憶時，如果外部控制模塊控制信息，與基本程序相互對應，程序將主動進行加載初始值的存儲。如果Petri網模擬器收取到的有效信號，是程序依據模擬器的實際操作狀態下，實行的地址讀寫模擬加載，則Petri網模擬器就應該結合數據庫的庫變遷數量，再對應建立Petri網模擬器信息的實時跟蹤模擬，否則前期模擬消息得不到保存，后續實踐工作也將出現非輔助性調節的狀況，數據存儲同樣面臨著Petri網模擬器信息記錄不到位的狀況。

3 基于FPGA的Petri網模擬器應用

在Modelsim的仿真平臺下中進行測驗，測驗系統處于FPGA狀態下，測驗程序經前期檢驗，得到程序為按鍵上升沿，它是在信號指令寄存深入的狀態下，利用Petri網模擬器進行測驗。前期設定測驗標準為：（1）button[0]為對應復位狀態，Petri網模擬器當前處于初始狀態；（2）button[1]時，控制狀態轉換機為數據加載狀態。

持續按照Petri網模擬器的運轉信息反饋情況，對測驗結構進行評價和分析。基于FPGA的Petri網模擬器測驗結果為：（1）當Petri網模擬器處于穩定模式下程序運轉狀態時，各個庫部分的加載數據值均將隨之發生改變。（2）當P內部托肯數持續性變化時，每一個運行程序部分的信息，基本上呈現出了“1”與“2”的交替波動。（3）當 Petri 網模擬器保持穩定狀態時，網絡內部信息程序將呈現出“穩定性”和“交替轉換”狀態的對應變化。直到Petri網模擬器所處的FPTA序列編程周期結束，則各個部分的模擬器也將隨之停止工作。

綜上所述，基于FPGA的Petri網模擬器設計及應用研究，是計算機信息技術不斷調節和優化的理論歸納。在此基礎上，本文通過矩陣設計到Verilog HDL編譯程序、網庫模塊的變更調整、P/T系統進行沖突調配、控制模塊操控管理等方面，分析基于FPGA的Petri網模擬器實踐要點。因此，文章研究結果，為國內信息化程序對應調節提供了新思路。