[发明专利]一种将FPGA硬件描述语言VHDL转化为普通Petri网的方法

摘要

本发明一种将FPGA硬件描述语言VHDL转换为普通Petri网的方法，针对编译好的VHDL程序，得到输入输出之间的逻辑关系，将输入输出之间的逻辑关系式化简为V2P布尔表达式，将V2P布尔表达式变形，利用变形后的布尔表达式转换为普通Petri网；本发明提供了VHDL程序的建模方法，是FPGA硬件描述语言VHDL的仿真和验证的有力工具。

主权项

1.一种将FPGA硬件描述语言VHDL转为普通Petri网的方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1：针对编译成功的VHDL程序，在实体中找到该程序的输入X,输出Y，其中X_m,X_n∈X,Y,Y_k∈Y，得到关于输入输出的逻辑表达式,称为V2P公式：其中I,J,M,N∈{N⁺}，Y_k,X_m,X_N代表布尔量或布尔量取反，且步骤2：令V2P公式中的Y_k=L_k,X_m,n=W_m,n或L_m，n，其中L_k,W_m，n，L_m，n为布尔量或布尔量的逆，得到一个关于L和W的逻辑关系式（1），为V2P公式的变形：步骤3：将关于L和W的逻辑关系式（1）转化为普通Petri网模型，具体步骤如下：步骤3.1：用集合表示所有的传感器W_P和执行机构L_Q，传感器{W_p|W_p∈W_P,p,P∈N⁺}和执行机构{L_q|L_q∈L_Q,q,Q∈N⁺}；步骤3.2：对于传感器，用一对库所来表示它的两种状态，假设初始状态为步骤3.3：首先令p=P；步骤3.4：在之间加上两个变迁，首先构造四条有向弧arc1、arc2、arc3、arc4分别由指向t₁，t₁指向指向t₂，t₂指向步骤3.5：p=p-1；步骤3.6：当p≠0时，转步骤3.4，当p=0时，所有传感器的模型都建立起来了；步骤3.7：对于执行机构，用一对库所表示该执行机构的两种状态假设初始状态为步骤3.8：首先令q=Q；步骤3.9：在之间加入两个变迁，构造四条有向弧arc1、arc2、arc3、arc4分别由指向t₁，t₁指向指向t₂，t₂指向步骤3.10：将V2P公式中Ψ_j的表达式对应到逻辑关系式(1)中，即这部分中的与t₁之间用双向弧连接，其中W‾n∈WP,]]>L‾n∈LQ;]]>步骤3.11：将V2P公式中Φ_i的表达式对应到逻辑关系式(1)中，即这部分中的W_m,L_m与t₂之间用双向弧连接,其中W_m∈W_P，L_m∈L_Q；步骤3.12：q=q-1,；步骤3.13：当q≠0时，转步骤3.9，当q=0时，所有的执行机构的模型都建立起来了；步骤3.14：将建立的传感器和执行机构的模型合并起来，得到完整的Petri网模型。