[摘 要] 自控网系统是petri网的一个子类，与p/t系统相比，有更强的描述能力和更复杂的性质。由于它的非线性关系，无法直接套用其它网系统的分析技术，影响了对它的研究。文章提出了用硬件描述语言对自控网系统进行描述，通过eda工具进行仿真分析，揭示系统的性质。文章针对计算fibonacci数列的自控网系统模型，详细介绍了这一方法，给出了abel语言源代码和仿真波形，源代码经编译、优化、适配并下载到在系统可编程逻辑器件中，得到了计算fibonacci数列的专用芯片，这为自控网系统的分析和应用研究开辟了新的途径。

　　[关键词] petri网；离散事件系统；电子设计自动化；硬件描述语言；在系统可编程器件

　　自控网系统(cyber net system)又称自修正系统(self-modifying system)，简称自控系统。它是petri网中的一类，与p/t系统区别仅仅在于有向弧的权受库所控制，它的关联矩阵含变量元素，而p/t系统的关联矩阵是常量，因此，p/t系统是线性的，而自控系统是非线性的，p/t系统只是自控网系统的一种特殊情况。虽然自控系统在上世纪70年代初就已被提出，但由于自控系统的非线性关系，无法直接套用其它网系统的分析技术，对自控系统的研究成果并不多。而正由于自控系统的非线性关系，它有更强的描述能力和更复杂的性质。因此，对自控系统的研究具有重要意义。北京大学袁崇义教授对自控系统进行了深入的研究[1,2]，提出了自控系统的s-不变量和t-不变量的定义及其计算。本文采用eda工具，用在系统可编程逻辑器件来实现自控系统，并通过仿真对自控系统进行分析。其目的是扩大自控系统的应用范围，激起人们对自控系统研究的兴趣。

1．自控系统简介[2]

　　定义1 =(s，t；f，w，m0)为自控系统的条件是：
　　(1) (s，t；f)为有向网，称为的基网。
　　(2) w：stts→{0，1,2，…}s，且w(x，y)≠0当且仅当w(x，y)f，称为的权函数。
　　(3) m0：s→{0，1,2，…}为的标识。

　　自控系统与p/t系统区别在于权函数w的值域中增加了s。定义中假定了每个s_元的容量是无限的，但在硬件实现时，由于存储器的位数有限，s_元的容量都是有限的，但这不影响对问题的研究。

定义2
　　(1)映射m：s→{0，1,2，…}称为的标识。
　　(2)标识m下的权函数wm定义为：(x，y)stts，
　　(3)变迁tt在标识m有发生权(即m[t>)的条件是：ss：m(s)≥wm(s,t)且有s•t使wm(s,t)>0，即t至少有一个非0的输入权。
　　(4)若m[t>，则t可以发生，后继标识m’由下式给出：
m’=m(s)+wm(t,s)-wm(s,t)后继关系记做m[t>m’。

　　定义2给出了自控系统的变迁规则。显然，变迁发生方式对最终标识的影响很大。p/t系统中“并发能到达的标识，顺序也能到达”，而这在自控系统中不成立。自控系统的动态演变是以t上的多重集的并发一步一步演变。

　　文[3]给出了fibonacci数列的增广petri网模型，用了19个库所，18个变迁和大量的抑制弧。图1是计算fibonacci数列的自控网系统[2]，十分简洁，充分反映了自控网系统的建模能力。图1中，s5、s6中的托肯数m(s5)、m(s6)代表fibonacci数列中数的位置，相应的fibonacci数由s3、s4中的托肯数表示。图示情况下可以看出，数列的第1个数的值为0，第2个数的值为1。s2和s4确保t1和t2顺序发生。

图1 自控网系统

　　由图可知，变迁t2有发生权，t2发生后，t1有发生权。设t2、t1发生后的标识分别为m1和m2，根据自控系统的变迁规则计算如下：

　　式中运算符号 为替换加，即将向量中的变量先进行替换后再相加。

2．自控网系统的仿真分析与硬件实现

　　在系统可编程逻辑器件由于结构不同可分为cpld和fpga两种，芯片内部有几千至几千万个标准门，人们通过eda软件工具，采用硬件描述语言对系统的行为或逻辑功能进行描述，经编译、仿真、优化、适配并通过电缆下载到芯片中，从而获得满足功能要求的芯片。在系统可编程器件的特点是不要专门的编程器；器件可先焊接在电路板上，然后再对它进行编程，不满足要求还可重新编程；设计可以在各种层次上进行，可采用自下而上或自上而下的设计方法，受到电子工程师的欢迎，并可在一块芯片上构造一个复杂的数字系统[4]。

　　下面以图1中s2和s3为例说明自控系统的设计方法。

　　对于s2，t1发生时，它获得