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(dòng)態(tài)系統(tǒng)(DEDS)的一種有力工具，確定與隨機(jī)Petri網(wǎng)(DSPN)作為其重要分支，能夠準(zhǔn)確描述系統(tǒng)的狀態(tài)及其變化過程，因此在復(fù)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(shí)現(xiàn)及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的DSPN建模與性能分析進(jìn)行了研究。 首先，本文詳細(xì)論述了廣義隨機(jī)Petri網(wǎng)、確定與隨機(jī)Petri網(wǎng)的相關(guān)理論，并結(jié)合具體實(shí)例說明其在DEDS中的應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行DSPN軟件系統(tǒng)的功能需求分

2、析，設(shè)計(jì)DSPNAnalyzer軟件系統(tǒng)的總體框架結(jié)構(gòu)，并利用面向?qū)ο蟮姆治龊驮O(shè)計(jì)方法實(shí)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(yàn)證。 然后，以應(yīng)用最廣泛的局域網(wǎng)技術(shù)——以太網(wǎng)為例，通過對其MAC層仲裁機(jī)制CSMA/CD+DR的詳細(xì)分析，建立以太網(wǎng)的單節(jié)點(diǎn)DSPN模型和多節(jié)點(diǎn)緊縮DSPN模型。利用功能強(qiáng)大的DSPN軟件分析工具DSPNexpress-NG對多節(jié)點(diǎn)緊縮模型進(jìn)行詳細(xì)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(cè)面反映了以太網(wǎng)主要性能指標(biāo)的概率規(guī)律，為以太網(wǎng)系統(tǒng)的實(shí)施提供了量化參考依據(jù)。 最后，本文詳細(xì)分析了CAN總線的MAC層訪問機(jī)制——CSMA/CD+CR，在此基礎(chǔ)上建立CAN總線系統(tǒng)的多節(jié)點(diǎn)DSPN模型。該模型以待測節(jié)點(diǎn)的消息優(yōu)先級為基準(zhǔn)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(dá)標(biāo)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