25、广义数值P系统（GNPS）介绍

广义数值P系统（GNPS）介绍

1. 引言

在进行硬件模拟时，Verilog和VHDL提供了语言结构和模拟器来无缝执行此任务。不过，也可以使用其他工具，例如Verilator，它将Verilog代码编译为C++以实现更好的性能。广义数值P系统（GNPS）与经典的膜计算模型有很大不同，下面将详细介绍GNPS的相关内容。

2. GNPS概述

GNPS与经典膜计算模型相比，有以下显著差异：
- 变量类型 ：经典模型使用多重集，而GNPS在每个单元/隔室中考虑实值变量。
- 演化规则 ：GNPS的演化规则（程序）不再对应多重集重写，具有更复杂的语义。
- 计算结果考量 ：使用GNPS时，主要关注的不是某个时间点变量的值，而是变量演化的动态过程。每个时间步长中每个变量的值都可视为系统的输出，尽管我们可能只对其中一部分感兴趣。

这种定义使得基于GNPS可以有效地构建控制器，无需额外工具或机制来传递值和启动/停止计算，并且GNPS的特性与FPGA设计的结构和功能相匹配。

3. 形式定义

一个广义数值P系统是一个元组：
[
\varGamma = (m, V, I, O, (Var_1, Var_1(0)), \cdots, (Var_m, Var_m(0)), Pr)
]
其中：
- (m > 0) 是单元/膜的数量。
- (V) 是变量的字母表。
- (I \subseteq V) 是输入变量的集合，且 (I