摘要
自从微处理器问世以后，嵌入式系统便被广泛应用在各类网络和芯片技术中。如今，嵌入式系统有着较强的可靠性和专用性等特点。在嵌入式系统的初期设计阶段使用有效的建模方法对系统进行建模可以有效减少系统设计的错误，因此提供一种行之有效的建模方法就显得尤为重要。 随着嵌入式系统的发展，传统的Petri网已经不能适应嵌入式系统的建模现状，为此基于Petri网描述的嵌入式系统PRES+网(PetrinetbasedRepresentationforEmbeddedSystems)被提出。虽然PRES+网的提出在一定程度上拓展了Petri网在系统建模领域的应用，但是在对建模系统中任务的优先级进行描述时，PRES+网的描述能力较弱且描述方式较为复杂。为此在PRES+网中加入抑止弧，得到基于带抑止弧的Petri网描述的嵌入式系统PIRES+网(PetrinetwithInhibitorArcsbasedRepresentationforEmbeddedSystems)。 PIRES+网不仅具有PRES+网对实时性描述的优势，同时还可以利用抑止弧控制任务的先后执行顺序，因此PIRES+网可以更好的满足大规模复杂的嵌入式系统的建模需求。但是在使用PIRES+网为大规模复杂的嵌入式系统进行建模和分析时，系统复杂程度的提高会导致Petri网中可达标识数呈指数级增长，进而会出现状态空间爆炸问题，该问题是NP-Hard问题，现阶段不能彻底解决。为了满足大规模复杂的嵌入式系统建模需求，并有效缓解状态空间爆炸问题，本文给出了PIRES+网组合操作规则。通过PIRES+网共享组合操作可以有效缓解状态空间爆炸问题，并使得组合后的PIRES+网保持了组合前PIRES+网的活性、功能性和实时性等相关性质。 本文首先简单介绍带抑止弧的Petri网和PRES+网的基本定义，接着引出PIRES+网的基本定义并给出PIRES+网中变迁函数、守卫函数、变迁时延和有界性等相关性质的概念。针对不同类型的PIRES+网，提出了共享变迁集组合操作规则和共享变迁型子网集组合操作规则。为了更好的研究组合后PIRES+网对原有性质的保持，引入了“抽象化-组合-精细化”的分析方法。根据此分析方法，通过形式化证明，验证了组合规则的准确性。最后通过对实例化嵌入式系统的建模和分析，验证了本文所提出的共享组合规则的可行性和实用性。
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