[发明专利]一种基于层次着色Petri网的嵌入式软件能耗预测方法

权利要求书

1.一种基于层次着色Petri网的嵌入式软件能耗预测方法，其特征在于：首先创建层次着色Petri网，然后对软件的能耗进行分层建模，能耗模型分为顶层CPN和若干个子层CPN，顶层CPN建模软件体系结构级能耗的过程，顶层CPN建模软件的构成要素有：构件模型、交互关系模型、开始模型、结束模型，将软件中的每个构件实体对应一个构件模型，根据构件实体之间的交互关系将构件模型连接起来，并在第一个构件模型之前加上开始模型，最后一个构件模型之后加上一个结束模型，就得到能耗模型的顶层CPN；子层CPN是顶层CPN构件模型的展开视图，子层CPN包括处理构件模型、数据构建模型和连接构件模型，自顶向下地详细建模了软件从开始执行到结束执行能耗的过程；最后采用CPN Tools工具通过模型的仿真进行能耗分析。

2.根据权利要求1所述的基于层次着色Petri网的嵌入式软件能耗预测方法，其特征在于：所述方法的具体步骤如下：

Step1、创建层次着色Petri网；

Step1.1、设置一个基本的Petri网为五元祖：N＝(P,T,F,W,M₀)，其中，

(1)P是库所有限集；

(2)T是变迁有限集；

(3)F是有向弧集，连接库所和变迁，

(4)W是弧的权函数；

(5)M₀是初始标识；

其中，表示有向弧即可有库所指向变迁，也可由变迁指向库所，用图形表示Petri网时，库所有限集P用小圆圈表示，变迁有限集T用小矩形表示，有向弧集F用一条有向边表示，对p∈P，其中大写的P表示库所有限集集合，小写的p表示库所有限集集合中的元素，若M(p)＝K，则表示库所有限集P的圆圈内加上K个小黑点，初始标识为M₀，随着变迁的发生，就得到新标识M_i；

Step1.2、设置一个着色Petri网CPN为一个六元组：CPN＝(P,T,F,W,M₀,C)，C是颜色集，满足C{C(p),C(t)}，其中C(p)是库所颜色集，C(t)是变迁颜色集；

Step1.3、一个HCPN子网由该子网的名称A_i和一个着色Petri网CPN组成，其表达式为：HCPN_i＝{A_i，CPN_i}；

Step1.4、一个完整的HCPN模型由一组HCPN子网组成，表示为：

HCPN＝{HCPN_1HCPN_2......HCPN_n}；

Step2、建立能耗模型，将能耗模型分为顶层CPN和若干个子层CPN；

Step2.1、构建顶层CPN；

顶层CPN分为构件模型、交互关系模型、开始模型、结束模型四个部分，软件中的每个构件实体对应一个构件模型，根据构件实体之间的交互关系将构件模型连接起来，并在第一个构件模型之前加上开始模型，最后一个构件模型之后加上一个结束模型；

Step2.2、构建构件模型子层CPN；

子层CPN是顶层CPN构件模型的展开视图，构件模型的子层CPN包括处理构件模型、数据构建模型和连接构件模型，自顶向下地详细建模了软件从开始执行到结束执行能耗的过程；

Step3、采用CPN Tools中的仿真工具Simulation实施模型的仿真进行耗能分析；

Step4、仿真结束后，CPN Tools提供对观测数据的统计处理，最终得到的能耗数据统计表被自动保存成HTML格式提供给用户。