基于FPGA的Petri网模拟器设计及应用研究

张东莹

(南京技师学院，江苏南京，210023)

0 引言

Petri网，是一种抽象规范性语言.实际运用期间，它不仅可以借助常规的语言形态将其描述出来，还能够利用可视化图形将其表达出来，具有应用灵活度高、操作便捷等特点。基于FPGA的Petri网模拟器分析，就是结合其多样化编程语言实施形式，对网络程序的设计要点进行整理。

1 Petri网

Petri网，是处于变化状态的具有发生权的模拟系统[1]。只要Petri网进入一个新的状态，程序就将产生新的网络程序变迁，最终形成新的托肯，以确保网络程序随着外部程序的变化进行数据改变（如图1）。

图1 Petri网结构图

如果运用矩形阵对Petri网的变化规则进行表示，则标识网则是一个完整的信息集合，而其中所包含的变迁的数据则是元素，对应状态中所产生的状态则被认定为标识。假设我们将Petri网的一个周期运行，看作是矩阵结构中的输入和输出框架，则每行、每列部分的信息变化，都将以矩形结构排列的顺序展现出来，最终通过弧形连接置位和权值的变化情况，反馈Petri网内部数据的改变情况。

2 基于FPGA的Petri网模拟器设计

基于FPGA的Petri网模拟器设计，主要是将多个零散的Petri网信息串联在一起，以实现不同的形状、规模方式的综合评定和编程衔接。故而，只有在Petri网模拟器中大规模代码正确衔接时，Petri网模拟器的检测作用方可起到实际存在的作用。现结合FPGA基本情况。

2.1 矩阵设计到Verilog HDL编译程序

矩阵设计是Petri网模拟器操作管理的主要形态，它能够将FPGA网页中的程序信息，都整理为一个完整的编译程序框架。但它仅仅是将Petri网模拟运行中的信息进行了整理，而不能对程序运行中的数据变化情况进行反馈。在此基础上，充分利用Verilog HD编译，通过2个文本文件，在C语言的基础上，将原有的二维函数转换为一维数据。这一环节中，Verilog HDL将主动通过硬件代码的编译分析，创建与之相互匹配的代码体系，最终生成网页操作框架。此外，Petri网模拟器中局限性输入、输出矩阵调节时，布局内文件将依据数据的组合框架大小情况，实行加载信息的转变与调节。

即，从矩阵设计到编译程序代码的变更，每一个环节中的信息变换和转变，都有与之跟随的程序框架作为辅助，继而实现了Petri网模拟器综合检验的状态。

2.2 网库模块的变更调整

基于FPGA的Petri网模拟器操作时，网库模块的对应调整时，也善于通过网库模块的前后对应调节，保障Petri网模拟器的灵活调整。简单来说，网库模块的变更调整，主要是依据程序中前期驱动网库的信息整合，进行Petri网内部数据整理与交换，然后在后续网库模块变迁的情况下，将库内驱动数据很好的组合整理在一起（如图2）[2]。

图2 Petri网库变更图

Petri网模拟器前库与后库进行信息交换时，为保障每一部分库内信息的有序承接，驱动变迁模块的传输信号和反馈信号，将在后续库信号的引导下，进行模块输出和输入部分的对应调整。如果前库数据顺利的变更到后库中，记录数据将变更为1，如果其过程中出现阻碍，则记录数据将显示0。但无论Petri网模拟器接受到的信号是否完整，最终都将对应输入信号内容进行综合评价。其相关内容包括load、P_init、clk等内容，当Petri网模拟器反馈结果产生差异时，系统将跟踪进行调整。

此外，无论Petri网模拟器处于哪种变化状态之中，模块之间的转换和调节，均需要有控制辅助器作为保障，最终将所有控制器中的信号与运行信号有机结合在一起，以完成网库变更中的信号输出记录。

2.3 P/T系统进行冲突调配

Petri网模拟器实际测试运用时，也存在着部分网络信号判断冲出的问题。此时程序主要采用了控制器对每一个模块进行冲突调节。

如果Petri网模拟器冲突为轮换式变迁冲突，用户可通过库所模块变更法，对轮换变迁的信号进行复位调节。相反，Petri网模拟器信号中的测验变化，程序主要是通过控制器中最后一个信号的变迁调节，完成轮换信号的变更调整。

如果Petri网模拟器属于随机分配式的冲突，程序往往采用线性反馈位移寄存器进行伪装发生更改。在某种程度上，我们可以将其理解为随机性程序变更映射规律。当冲突随机发生时，伪随机可以依据Petri网随机运作程序，实现映射数据的对应改变。

现场可编程门列阵中的Petri网模拟器信息传输P/T系统调节时，每一个小程序部分的对应调节，都要注意在程序操作和分析期间的程序变化。具体而言，系统一方面是从加载程序阶段的状态，自主进行步骤状态的对应调整，一方面还需要在程序更换前，就进入到信号准备阶段，以确保不同时期的信号稳定性和协议性。

2.4 控制模块操控管理

Petri网模拟器实际操作期间，为确保测验分析程序能够保障稳定性测验，有时也需要控制器模块的调节解决问题。基于FPGA的Petri网模拟器运转管理时，首先通过“单步运行”，完成模拟程序的局部调整；其次是通过“制定步数运行”，完成Petri网模拟器操作的最佳调整。其三是在“持续运行”环节上，通过程序操控与调节，将处于空置状态的模拟数据库、以及与之关联的子数据库，同时进行Petri网模拟器调控后的矫正。最后，如果Petri网模拟器所得到的结果，与整体结构结构之间的相互对应，加载程序信号按照128bit顺序进行记载存储。

值得注意的，基于FPGA的Petri网模拟器进行存储和记忆时，如果外部控制模块控制信息，与基本程序相互对应，程序将主动进行加载初始值的存储。如果Petri网模拟器收取到的有效信号，是程序依据模拟器的实际操作状态下，实行的地址读写模拟加载，则Petri网模拟器就应该结合数据库的库变迁数量，再对应建立Petri网模拟器信息的实时跟踪模拟，否则前期模拟消息得不到保存，后续实践工作也将出现非辅助性调节的状况，数据存储同样面临着Petri网模拟器信息记录不到位的状况。

3 基于FPGA的Petri网模拟器应用

在Modelsim的仿真平台下中进行测验，测验系统处于FPGA状态下，测验程序经前期检验，得到程序为按键上升沿，它是在信号指令寄存深入的状态下，利用Petri网模拟器进行测验。前期设定测验标准为：（1）button[0]为对应复位状态，Petri网模拟器当前处于初始状态；（2）button[1]时，控制状态转换机为数据加载状态。

持续按照Petri网模拟器的运转信息反馈情况，对测验结构进行评价和分析。基于FPGA的Petri网模拟器测验结果为：（1）当Petri网模拟器处于稳定模式下程序运转状态时，各个库部分的加载数据值均将随之发生改变。（2）当P内部托肯数持续性变化时，每一个运行程序部分的信息，基本上呈现出了“1”与“2”的交替波动。（3）当 Petri 网模拟器保持稳定状态时，网络内部信息程序将呈现出“稳定性”和“交替转换”状态的对应变化。直到Petri网模拟器所处的FPTA序列编程周期结束，则各个部分的模拟器也将随之停止工作。

综上所述，基于FPGA的Petri网模拟器设计及应用研究，是计算机信息技术不断调节和优化的理论归纳。在此基础上，本文通过矩阵设计到Verilog HDL编译程序、网库模块的变更调整、P/T系统进行冲突调配、控制模块操控管理等方面，分析基于FPGA的Petri网模拟器实践要点。因此，文章研究结果，为国内信息化程序对应调节提供了新思路。