并行计算的petri网建模和fpga实现_万军

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1、第30卷第9期计算机应用研究Vol．30No．92013年9月ApplicationＲesearchofComputersSep．2013*并行计算的Petri网建模和FPGA实现1a，21a，1b万军，赵不贿(1．江苏大学a．电气信息工程学院，b．机械工业设施农业测控技术与装备重点实验室，江苏镇江212013;2．常州大学信息科学与工程学院，江苏常州213164)摘要:在分析现有Petri网建模及其FPGA实现方法的基础上，首先探讨了并行计算的Petri网建模方法，将并行计算任务分解成多个并行处理单元，用IOPT网为系统进

2、行建模;然后提出了构造监控层和算法层的双层结构以实现模型到FPGA实现的具体映射，有效解决了Petri网模型中变迁只能表示简单加减运算的问题。通过矩阵乘法的应用示例，表明了上述方法的正确性和通用性。最后提出了进一步的研究方向。关键词:并行计算;Petri网;建模;FPGA中图分类号:TP301文献标志码:A文章编号:1001-3695(2013)09-2660-04doi:10．3969/j．issn．1001-3695．2013．09．025PetrinetmodelingandFPGAimplementationofpa

3、rallelcomputing1a，21a，1bWANJun，ZHAOBu-hui(1．a．SchoolofElectrical＆InformationEngineering，b．KeyLaboratoryofFacilityAgricultureMeasurement＆ControlTechnology＆EquipmentofMachineryIndustry，JiangsuUniversity，ZhenjiangJiangsu212013，China;2．SchoolofInformationScience＆Engine

4、ering，ChangzhouUniversity，ChangzhouJiangsu213164，China)Abstract:IntheanalysisofexistingmethodsofPetrinetmodelingandFPGAimplementationofthemodels，thispaperfirstlydiscussedthePetrinetmodelingofparallelcomputing．Thismethodincludeddecomposingtheparallelcomputingtaskint

5、omul-tipleparallelprocessingunits，andmodelingthesystembyusingIOPTnet．Thenitproposedthedoublelayerstructure，whichcontainedmonitoringlayerandofalgorithmlayer，inordertomapthePetrinetmodeltoFPGAimplementation．Thisimplemen-tationmethodwasaneffectivesolutiontotheproblemt

6、hattransitionsofPetrinetsmodelcouldonlyrepresentthesimpleaddi-tionandsubtractionoperations．Amatrixmultiplicationapplicationshowsthattheabovemethodsarecorrectandgeneric．Fi-nally，itgavefurtherresearchdirections．Keywords:parallelcomputing;Petrinet;modeling;FPGA成SAPN的F

7、PGA实现。文献［4，5］分别采用控制解释Petri’引言网(CIPN)和信号解释Petri网(SIPN)对逻辑控制器建模，其中并行计算是指将顺序执行的计算任务分成可以同时执行文献［4］提出了基于Petri网逻辑电路功能平行分解的方法，使的子任务，并行执行这些子任务，从而完成整个计算任务。并FPGA中不同的可利用资源得到平衡使用，文献［5］完成了行计算由以下几个部分构成:并行计算的硬件平台、并行算法、SIPN到VHDL的自动映射。为了方便进行Petri网模型到［1］VHDL代码的转换，文献［6，7］都采用了PNML对Petr

8、i网模型并行程序设计和并行应用。FPGA器件以其丰富的硬件资源、细粒度并行能力、灵活的算法适应性和较低的功耗成为理进行描述。文献［6］中设计了PN基本构造块来模块化描述想的可编程系统平台。近年来FPGA芯片的迅速发展以及其PNML中的元素，文献［7］开发了PNML-VHDL工具来完成良好的