[發明專利]一種面向IMA的AADL多范式建模及自動生成C代碼的方法

有效

• 申請號: 202010909187.2
• 申請日: 2020-09-02
• 公開（公告）號: CN112114801B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 楊志斌;邱寶;王飛;謝健;周勇
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G06F8/35
• 分類號: G06F8/35;G06F8/30
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 顏盈靜

1.一種面向IMA的AADL模型自動生成C代碼的方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1：根據AADL構件與IMA元素的對應關系，采用AADL對IMA的軟硬件架構進行表達，得到系統架構AADL模型；具體為：

通過AADL的軟件構件對IMA的軟件體系結構進行建模，具體為：

用AADL的System構件來表達IMA系統；

用AADL的Processor構件和Memory構件分別代表IMA的處理器和內存；

用AADL的Data Port和Event Data Port分別表示IMA的分區間通信的兩種方式采樣和隊列；

用AADL的Process構件用于表達IMA分區的軟件部分；

用AADL的Virtual Processor表達IMA的分區運行時的硬件部分；

用AADL的Thread表達IMA的任務；

IMA的分區內通信有四種方式包括緩沖區、黑板、信號量和事件，其中，緩沖區用同一進程內的Event Data Port表示，黑板用兩個線程共享的Data表示，信號量用Data Access表示，事件用Event Port表示；

用AADL的Subprogram和BA用于表達IMA任務的功能行為；

通過AADL的硬件構件以及構件間的連接對IMA的硬件體系結構進行描述；

所述硬件構件包括處理器構件、虛擬處理器構件、存儲器構件、外設構件、總線構件、虛擬總線構件；

通過AADL的復合構件組合所有的硬件構件和軟件構件，建立得到系統架構AADL模型；

S2：對AADL的屬性集進行拓展，創建得到MPM4IMA屬性集，以支持基于BA、SIGNAL、SDL對系統架構AADL模型中的各構件功能行為進行表達，得到平臺無關的AADL模型；

通過在所述MPM4IMA屬性集中可定義新的屬性、屬性類型和屬性常數，以支持基于BA、SIGNAL、SDL對任務的功能行為進行表達；

S3：采用IMA屬性集對平臺無關的AADL模型進行平臺相關求精，生成平臺相關的AADL模型；

S4：借助Xtend提供的模板功能對IMA與AADL的轉換映射規則進行表達，得到轉換模板；

S5：借助OSATE平臺對平臺相關的AADL模型的頂層系統進行實例化，得到代表該頂層系統的AAXL2文件；

S6：借助AAXL2文件和EMF代碼解析得到SystemImpl對象；

S7：借助S4的轉換模板對SystemImpl對象進行子系統遍歷、進程遍歷、其他構件遍歷，遍歷結束后生成與平臺相關的AADL模型對應的C代碼工程；

所述轉換映射規則包括：

規則1：AADL簡單的數據類型映射到C語言簡單數據類型，數據標識符轉化為相應的C語言變量標識符；

規則2：AADL數據結構映射為C語言的結構體，具體為：將數據構件名稱、數據子構件名稱和數據子構件類型映射為結構體名稱、內部成員名稱、內部成員類型；

規則3：AADL狀態映射為C語言的枚舉類型，并且給初始狀態、當前狀態賦值；

規則4：AADL變遷映射為switch-case結構，每個狀態映射為一個case，每個變遷映射為一個if-else結構，變遷的條件守衛映射為if-else的條件判斷部分，變遷的行為動作映射為if-else的操作部分；

規則5：SDL中系統轉換為系統名.c和系統名.h文件，功能塊轉換為C語言中對應的子程序；SDL的聲明的元素轉換為C語言中的全局變量；SDL的局部聲明的變量轉換為C語言的局部變量；SDL的狀態代碼生成規則和AADL狀態代碼生成規則一致；

規則6：周期性任務的初始化子程序映射為APEX API對應的任務初始化子程序；

規則7：非周期性任務的初始化子程序映射為APEX API對應的任務初始化子程序；

規則8：針對一個AADL周期性構件，入口子程序用＜線程實例名_period_jod＞來命名，周期性線程的循環過程映射為入口子程序的while(1)循環，線程周期性等待映射為wait_next_period()子程序，并把它置于while循環的末尾；

規則9：針對一個AADL非周期性構件，入口子程序用＜線程實例名_aperiodic_job＞來命名，在端口捕獲事件映射為wait_Dispatch()子程序；

規則10：IMA分區實體，包括分區ID、分區名、分區調度策略、任務總數、通信端口數，對應AADL的Partition_Identifier、Partition_Name、Scheduling_Protocol、線程總數、端口總數；

規則11：當前分區的調度周期、分區ID、當前分區的運行時長，對應AADL的Module_Schedule和Partition_Identifier屬性；

規則12：采樣通信對應AADL的Process構件間的Data Port通信；

規則13：隊列通信對應AADL的Process構件間的Event Data Port通信；

規則14：分區表包含分區名、分區ID，以及每個分區里包含的端口的信息，對應AADL的PartitionName、PartitionID、PortName、Direction；

規則15：分區調度表包含一個主時間框架、分區名、分區ID、分區周期、分區持續時間、窗口開始的時間、窗口ID，分別對應AADL的Module_Schedule的四個屬性、PartitionName、PartitionID；Module_Schedule的四個屬性包括PeriodSeconds、PeriodDurationSeconds、WindowStartSeconds、WindowID；

規則16：通信表包含端口名稱、端口所在分區名、端口方向，對應AADL的PortName，PartitionName和端口方向；

規則17：內存分配表包含分區名、分區ID、分區內存大小，對應AADL的PartitionName、PartitionID、Memory_requirement。