以太網(wǎng)與CAN總線的DSPN建模與性能分析.pdf

1、Petri網(wǎng)理論是研究離散事件動態(tài)系統(tǒng)(DEDS)的一種有力工具，確定與隨機Petri網(wǎng)(DSPN)作為其重要分支，能夠準確描述系統(tǒng)的狀態(tài)及其變化過程，因此在復雜系統(tǒng)的建模與性能分析中取得了顯著的成功。本文圍繞DSPN軟件實現(xiàn)及網(wǎng)絡系統(tǒng)的DSPN建模與性能分析進行了研究。 首先，本文詳細論述了廣義隨機Petri網(wǎng)、確定與隨機Petri網(wǎng)的相關理論，并結合具體實例說明其在DEDS中的應用。在此基礎上進行DSPN軟件系統(tǒng)的功能需求分

2、析，設計DSPNAnalyzer軟件系統(tǒng)的總體框架結構，并利用面向對象的分析和設計方法實現(xiàn)了系統(tǒng)的圖形工具模塊和模型求解模塊。目前，該軟件系統(tǒng)已能夠完成DSPN模型的邏輯驗證。 然后，以應用最廣泛的局域網(wǎng)技術——以太網(wǎng)為例，通過對其MAC層仲裁機制CSMA/CD+DR的詳細分析，建立以太網(wǎng)的單節(jié)點DSPN模型和多節(jié)點緊縮DSPN模型。利用功能強大的DSPN軟件分析工具DSPNexpress-NG對多節(jié)點緊縮模型進行詳細性能分析，

3、得出了吞吐量、平均包延遲和重發(fā)率等性能曲線，從不同側面反映了以太網(wǎng)主要性能指標的概率規(guī)律，為以太網(wǎng)系統(tǒng)的實施提供了量化參考依據(jù)。 最后，本文詳細分析了CAN總線的MAC層訪問機制——CSMA/CD+CR，在此基礎上建立CAN總線系統(tǒng)的多節(jié)點DSPN模型。該模型以待測節(jié)點的消息優(yōu)先級為基準將不同優(yōu)先級的消息分為高、中、低三類，大大減少了系統(tǒng)穩(wěn)定狀態(tài)下的可達標識數(shù)，有效防止了狀態(tài)空間爆炸。通過對模型的分析，得出吞吐量、平均包延遲和消