集成设计环境基于模型的软件工具链

论文摘要

随着嵌入式系统复杂性的增加和嵌入式产品中软件比重的提升,嵌入式软件的质量和开发效率逐渐成为嵌入式产品成功与否的关键性因素,因此提高嵌入式软件质量和开发效率已成为学术界和工业界的热点问题。在此背景下,为了提高嵌入式软件开发的效率和系统的稳定性,模型集成计算（Model-Integrated Computing, MIC）方法被提出用于构建嵌入式系统。模型集成计算方法强调把模型作为构建系统的主体。在模型集成计算框架下,首先运用特定领域的建模语言（Domain Specific Modeling Language, DSML）在图形化的环境中描述系统的需求、架构及其环境,然后运用模型转换工具将系统模型转换为模型验证工具的模型,最后运用模型翻译器将系统模型翻译为特定平台上可执行代码。模型集成计算框架中的特定领域模型的建模工具、模型验证工具、模型转换工具以及用于翻译可执行代码的模型翻译器均处于同一语义单元之下,它们无缝的链接在一起,形成嵌入式系统设计软件工具链。在本论文中,我们在混合自动机（Hybrid Automaton）计算模型（Model of Computing, MoC）之下,构建一条将MatLab/SIMULINK?仿真软件下的混合系统模型转换为语义单元（Semantic Unit）SAHA模型,然后将SAHA模型转换为模型验证工具ReachLab模型的工具链。在这个工具链中,我们运用基于模型的翻译器把SAHA模型翻译为PtolemyII可以执行的MoML程序代码。同时,我们在数据流（Datafolw）计算模型（MoC）之下,构建一条将MatLab/SIMULINK?仿真软件下的滤波器模型转换为语义单元（Semantic Unit）数据流模型,然后运用基于模型的翻译器将Dataflow模型翻译为MatLab/SIMULINK?可执行的SFunction的C语言程序代码。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 嵌入式系统
• 1.2 基于模型的设计
• 1.3 研究对象：基于模型的软件工具链
• 1.4 论文内容安排
• 第二章 背景技术介绍
• 2.1 基于模型的软件工具
• 2.1.1 通用建模环境GME
• 2.1.2 图式模型转换工具GReAT
• 2.1.3 混合系统计算平台ReachLab
• 2.1.4 SIMULINK
• 2.1.5 Ptolemy II
• 2.2 特定领域建模语言DSML
• 2.3 语义锁定
• 第三章 混合系统设计软件工具链
• 3.1 混合系统设计软件工具链
• 3.2 混合自动机（HA）
• 3.3 DSML 元模型
• SL2HA、T_HA2RL'>3.4 DSML 之间模型转换器：T_SL2HA、T_HA2RL
• 3.5 模型翻译器
• 3.6 混合系统实例
• 3.6.1 飞机控制器模型在嵌入式软件工具链中模型转换
• 3.6.2 飞机控制器模型转换转为Ptolemy II 模型
• 3.7 本章小结
• 第四章 滤波器设计工具链
• 4.1 滤波器设计具链
• 4.2 模型翻译器SFunc Interpreter
• 4.3 Cascade 滤波器设计
• 4.4 本章小结
• 第五章 结语
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 附录
• 附录1 MoML 的语法描述文件DTD 文件
• 附录2 Cascade 类型滤波器模型自动生成的C 语言S-Function 程序
• 致谢