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基于AADL的模型验证及代码生成技术

作　者: 陶勇
导　师: 王忠仁
学　校: 电子科技大学
专　业: 软件工程
关键词: 性能关键实时系统模型驱动结构体系结构分析设计语言模型验证转换规则代码自动生成
分类号: TP311.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 300次
引　用: 3次
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内容摘要

嵌入式系统已广泛应用于工业控制,消费电子,通信设备,汽车电子,航空航天等众多领域,对国民经济和国防领域具有重要影响。性能关键实时系统是指那些对非功能属性要求较高的嵌入式系统,如:可靠性、可用性、实时性、响应性、吞吐量和安全性。近年来,随着硬件设备计算能力的提高,性能关键实时系统的规模和复杂度急剧增加,导致其对开发成本和非功能属性的要求也越来越高,这些问题对性能关键实时系统开发中的设计合理性,验证完备性以及开发效率等方面都带来了挑战。目前,业界引入了模型驱动结构(Model Driven Architecture,MDA)方法以解决上述问题,把嵌入式软件的开发方法从代码层次提升到模型层次,从而提高软件的可信性,缩短开发周期。由汽车工程师协会(SAE)等组织提出的体系结构分析设计语言(Architecture Analysis and Design Language)是一种基于MDA方法的建模语言,可以用来设计和分析性能关键的实时系统的软硬件体系结构。基于模型的开发方法中的核心技术就是模型验证以及自动代码生成技术。在本文中,我们通过对AADL语言标准的语义进行深入分析,利用第三方工具Furness和TIMES完成了对模型的调度性分析,并基于北京科银京成技术有限公司的嵌入式操作系统DeltaOS提出了AADL模型元素同可执行语言元素之间的映射规则,设计并实现了自动代码生成工具UCaG并以插件形式集成到了由SEI开发的开源AADL模型开发工具OSATE中,这样最终形成了一个完整的集AADL模型编辑,语法检查,模型仿真,代码生成为一体的开发平台。最后我们设计了一个AADL模型来验证该工具的正确性,论文最后对全文做了总结,指出全文的优点和不足,以及下一步的研究目标。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章引言  9-12
  1.1 课题背景  9-10
  1.2 国内外现状  10-11
  1.3 论文结构  11-12
第二章体系结构分析与设计语言  12-30
  2.1 AADL 标准概述  12
  2.2 组件  12-22
    2.2.1 软件组件  13-18
    2.2.2 执行平台组件  18-21
    2.2.3 复合组件  21-22
  2.3 特征和共享访问  22-25
    2.3.1 端口特征  22-23
    2.3.2 子程序特征  23-24
    2.3.3 参数特征  24
    2.3.4 子组件访问  24-25
  2.4 关联  25-27
  2.5 模式  27-28
  2.6 OSATE  28-29
  2.7 小结  29-30
第三章 AADL 模型调度分析及仿真  30-42
  3.1 总体概述  30
  3.2 形式化的AADL 模型  30-33
  3.3 调度分析及仿真  33-41
    3.3.1 Furness  33-35
    3.3.2 TIMES  35-41
  3.4 小结  41-42
第四章模型元素与可执行语言元素的转换规则  42-53
  4.1 基于特定操作系统的预定义函数  42-43
  4.2 复合组件转换规则  43
  4.3 软件组件转换规则  43-52
  4.4 小结  52-53
第五章代码生成工具UCaG 的研究与实现  53-69
  5.1 UCaG 总体设计  53-54
  5.2 AADL 模型XML 文件解析模块  54-58
    5.2.1 XML 介绍  54-55
    5.2.2 XML Schema 规则介绍  55-56
    5.2.3 AADL 模型XML 文件解析模块的实现  56-58
  5.3 规则应用模块  58-67
    5.3.1 JBoss Rules 介绍  58-61
    5.3.2 规则应用模块的实现  61-67
  5.4 插件实现  67-68
  5.5 小结  68-69
第六章测试实例  69-72
第七章总结  72-73
致谢  73-74
参考文献  74-78
攻读硕士期间取得的研究成果  78-79

基于AADL的模型验证及代码生成技术

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