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面向混合嵌入式系统建模分析的软件工具链

作　者: 秦兴国
导　师: 屈建勤
学　校: 汕头大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 混合自动机 特定领域建模语言 模型转换 正确性检验 互模拟关系
分类号: TP311.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 26次
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内容摘要


针对当前嵌入式系统设计开发复杂等问题,本文采用混合自动机对嵌入式系统进行建模,并利用现在流行的基于模型的嵌入式开发框架—模型集成运算框架建立用于混合系统建模仿真及分析的混合嵌入式软件工具链。通过定义通用语义单元、针对混合自动机的特定领域建模语言以及用于不同领域模型之间进行转换的模型转换规则,将混合嵌入式系统仿真模型通过模型转换规则转换为用于混合嵌入式系统可达集分析的模型。利用代码生成器将分析模型最终映射为用于混合嵌入式系统可达集分析代码,调用水平集内核计算混合嵌入式系统的可达集。针对当前模型转换规则正确性的研究,本文提出了用于检验混合嵌入式系统模型转换规则的互模拟检验框架,通过检验模型转换规则输入模型及输出模型是否存在互模拟关系,从而检验模型转换规则执行的每次实例是否正确地将输入模型转换为输出模型。本文构建了针对混合嵌入式模型转换规则的互模拟检验器,该检验器通过获取该转换规则中针对输入模型及输出模型之间的元素映射关系,在该模型转换规则每次执行之后产生用于检验互模拟关系的检验条件及检验算法,自动地检验输入模型及输出模型的互模拟关系。利用上述构建的土具链及转换规则互模拟检验器,对电力暂态系统进行建模仿真,利用互模拟检验器对电力转换系统的实例进行检验,并在ReachLab平台下利用Box, Diamond算法对电力转换系统的可达集及稳定区域分别进行分析。本课题所研究的面向混合嵌入式系统的软件工具链,可高效准确地对混合嵌入式系统进行建模仿真,并支持对混合嵌入式系统进行分析,通过不同分析算法可获取混合嵌入式系统可达集等属性,从而支持在系统建模初期对系统正确性进行分析。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-6
目录  6-8
第1章 引言  8-14
  1.1 研究背景  8-12
  1.2 研究内容  12
  1.3 论文结构  12-14
第2章 背景  14-32
  2.1 嵌入式系统开发工具  14-15
  2.2 混合自动机  15-17
  2.3 模型集成运算架构  17-22
  2.4 基于模型集成运算的应用实例  22-28
    2.4.1 ECSL_DP  22-26
    2.4.2 ReachLab  26-28
  2.5 语义锁定  28-30
  2.6 模型转换正确性  30-32
    2.6.1 带标记的迁移系统  30-31
    2.6.2 互模拟关系  31-32
第3章 基于模型的软件工具链  32-46
  3.1 混合嵌入式系统软件工具链架构  32-33
  3.2 通用语义单元CME  33-35
  3.3 模型转换规则簇  35-46
    3.3.1 ECSL DP2CME转换规则簇  35-40
    3.3.2 CME2ReachLab转换规则簇  40-46
第4章 检验模型转换正确性的框架  46-58
  4.1 结构一致性检验框架  46-55
    4.1.1 框架介绍  46-48
    4.1.2 用cross-link检验结构一致性  48-50
    4.1.3 遍历代码的产生  50-55
  4.2 使用互模拟检验模型转换规则的正确性  55-58
    4.2.1 互模拟关系的算法伪代码  55-58
第5章 建模及分析实例  58-73
  5.1 电力暂态系统模型  58-61
  5.2 软件工具链对电力暂态系统动态特性进行建模  61-64
  5.3 检验模型转换规则簇实例对系统模型执行是否正确  64-66
  5.4 Box、Diamond算法对系统模型稳定区域进行分析  66-70
  5.5 后向可达集算法对系统模型可达集进行分析  70-73
第6章 结论  73-74
参考文献  74-79
附录  79-82
  附录一 ReachLab算法控制模块元模型  79-80
  附录二 分析电力暂态系统连续状态模型的Box算法代码  80-81
  附录三 分析电力暂态系统连续状态模型的Diamond算法代码  81-82
致谢  82-83
发表论文情况  83

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机软件 > 程序设计、软件工程 > 软件工程 > 软件开发
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