基于ICD的代码自动生成技术研究

论文摘要

软件工程提倡的工程化和代码复用思想,已经促使代码自动生成技术成为软件科学研究的新领域。在航天领域,系统复杂度非常高,系统间及系统内部的接口问题已成为影响工程成败的重要因素,为实现接口的统一描述,引入了电子化接口控制文档(ICD)的方法。在研制测试系统时,通常需要手工开发各类接口间通讯程序或对有效载荷进行设备仿真。本文在认真调研了国内外相关领域的研究现状以后,选择了基于ICD的代码自动生成技术来实现接口通讯和设备仿真代码生成器系统。论文首先进行了需求分析,确定了接口通讯程序和设备仿真程序两类目标代码的结构。在此基础上,采用模型驱动代码自动生成技术,对生成器系统进行了架构和功能模块的划分,并对各模块进行建模,得到ICD模型、IDIR模型、知识库模型和类型库模型等。结合设备仿真代码生成的需要,设计了设备内部接口间关系描述方式(IDIR),并利用XML文档实现了关系描述和状态实现的二次转换。之后,论文详细分析了每一目标代码模块的结构,对代码模块的生成构造进行了设计,包括ANSI C的接口通讯代码生成设计方案和MFC的设备仿真代码生成设计方案;结合面向对象和组件化编程技术,设计了各代码生成功能模块的具体算法,最终实现了代码生成器。论文最后对实现的代码生成器进行了测试验证,结果表明所设计的代码生成器能够较好地实现接口通讯和设备仿真功能,其性能良好,质量、效率、抽象性等各项评价指标均达到预期目标,利用自动代码生成器可大大提高开发效率。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 背景与意义
• 1.2 国内外情况
• 1.3 目标与内容
• 1.4 论文的组织安排
• 第2章 ICD 技术
• 2.1 ICD 基本结构
• 2.2 ICD 特点
• 2.3 ICD 工具
• 第3章 代码自动生成技术
• 3.1 概述
• 3.2 代码生成技术分类
• 3.3 模型驱动代码生成机理
• 3.4 代码生成器衡量指标
• 第4章 系统需求分析
• 4.1 BusRobot 系统
• 4.2 接口通讯程序
• 4.3 设备仿真程序
• 第5章 系统建模和方案设计
• 5.1 系统架构
• 5.2 ICD 建模
• 5.3 IDIR 设计与建模
• 5.3.1 IDIR 基本结构
• 5.3.2 IDIRConfig 文档
• 5.3.3 IDIR 特点
• 5.3.4 IDIR 工具
• 5.3.5 IDIR 建模
• 5.4 知识库建模
• 5.5 类型库建模
• 5.6 ACU 设计方案
• 5.6.1 接口通讯代码生成设计方案
• 5.6.2 设备仿真代码生成设计方案
• 第6章 代码生成器的实现
• 6.1 代码生成方法
• 6.2 接口通讯代码生成的实现
• 6.2.1 专用代码生成算法
• 6.2.2 发送代码生成算法
• 6.2.3 接收代码生成算法
• 6.3 设备仿真代码生成的实现
• 6.3.1 类定义代码生成算法
• 6.3.2 类实现代码生成算法
• 第7章 代码生成器的测试验证
• 7.1 使用流程
• 7.1.1 ACG 的使用流程
• 7.1.2 目标代码的使用流程
• 7.2 验证方案
• 7.2.1 接口通讯功能验证方案
• 7.2.2 设备仿真功能验证方案
• 7.3 测试过程
• 7.3.1 接口通讯测试
• 7.3.2 设备仿真测试
• 7.4 结果分析
• 第8章 总结与展望
• 8.1 总结
• 8.2 应用展望
• 参考文献
• 附录A 目标代码示例
• 公共头文件
• 公共源文件
• 专用头文件
• 专用源文件
• 发送文件
• 接收文件
• 仿真代码头文件
• 仿真代码源文件
• 发表文章
• 致谢