基于增广着色Petri网的嵌入式系统建模方法研究

摘要

近些年来，人们对于嵌入式系统的应用需求不断增长，使得嵌入式系统的复杂性不断增加，规模不断增大，系统的不确定性越发明显，这些原因都给开发人员带来了新的挑战。传统的嵌入式系统设计方法已经无法满足现阶段的设计要求，利用高层建模方法对系统进行分析，然后在此基础上进行后期设计成为了嵌入式系统研究的热点。
　　Petri网特别适合描述系统顺序、并发、冲突以及同步等现象。作为一种系统的描述工具，Petri网不仅可以刻画系统的静态结构，而且可以分析系统的动态行为。Petri网既有直观的图形表示，又有深刻的数学内涵和基础，可以利用许多数学的方法对模型验证，所以，Petri网是形式化大型系统开发的有效工具之一。
　　本文对几种类型的系统建模方法进行了分析和比较，结合嵌入式系统建模的特点，分析了每种方法的优点和缺点，指出了Petri网在嵌入式系统建模中的优势。在一般Petri网的基础上研究了一种适合嵌入式系统建模的扩展Petri网——增广着色Petri网，在该方法的基础上讨论了一般嵌入式系统的设计流程。然后研究了扩展Petri网的模型验证方法，讨论了一种基于硬件逻辑电路的仿真分析方法。最后以一个交通信号控制系统为实例进行了建模，并对仿真结果进行了具体的分析，证明了这种方法的可行性。

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1 绪论

1.1 研究目的及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文的组织

2 嵌入式系统设计方法

2.1 嵌入式系统基本概念

2.2 嵌入式系统设计方法

2.3 系统建模的常用方法

2.4 小结

3 Petri 网的基本理论

3.1 Petri 网的背景介绍

3.2 基本 Petri 网理论

3.3 一些扩展的 Petri 网

3.4 增广着色 Petri 网理论

3.5 小结

4 基于增广着色 Petri 网的嵌入式系统设计方法研究

4.1 嵌入式系统设计流程

4.2 基于增广着色 Petri 网的建模方法

4.3 模型的仿真与验证

4.4 小结

5 应用系统举例

5.1 交通控制系统介绍

5.2 固定相位下车辆在平面交叉口运行的 Petri 网建模

5.3 交通控制模型的仿真分析

5.4 系统模型评价

5.5 小结

6 总结及展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果

致谢