一种aadl到c语言的代码自动生成方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及软件开发工具，特别涉及一种AADL到C语言的代码自动生成方法。
【背景技术】
[0002] 基于模型的软件开发是继面向对象技术后，又一次软件设计理念和方法的跨越。 基于模型的软件开发思想是：将"模型"作为软件设计和开发的核心要素，通过模型清晰地 刻画软件系统的功能、性能和安全性等关键特征，准确描述系统的解决方案；通过形式化方 法对系统模型加以验证，以确保软件设计的正确性；通过模型驱动方法生成代码，以保证软 件设计与实现的一致性。
[0003] 2004年，美国汽车工程师协会SAE (society of automotive engineers)基于15 年的研宄和工业实践，提出嵌入式实时系统体系结构分析与设计语言AADL(architecture analysis&design language)，提供了一种标准而又足够精确的方式设计与分析嵌入式实 时系统的软、硬件体系结构及功能与非功能性质。但是基于AADL进行嵌入式系统代码自动 生成非常具有挑战性，因为生成的代码要运行在不同的目标平台，满足各平台有不同的特 征，如软硬件体系结构、编程接口等。模型较为抽象地表达了在特定平台上各要素的组织方 式和特征，易于理解和验证，但与实现之间有语义鸿沟，给代码生成增加了负担，而且建模 语言的抽象语义不一定能够与目标平台匹配。
[0004] AADL模型到代码的自动生成，能够有助于提高嵌入式实时系统的软件开发的自动 化水平，缩短软件开发周期，减少人工写代码的工作量和编码过程中出错的可能性。目前欧 美模型驱动软件开发环境的代码自动生成主要支持Ada语言、Java语言的代码生成，面向 符合ANRINC 653规范的P0K操作系统、汽车行业标准的0SEK操作系统，各领域在使用AADL 进行代码生成时，需根据自身平台的运行时环境进行代码生成工具开发。我国航天领域广 泛采用SZ0S等嵌入式实时操作系统，但是尚未出现AADL到SZ0S等特定运行时环境的C语 言的代码自动生成方法。
【发明内容】
[0005] 发明目的：本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明公开了一种 AADL到C语言的代码自动生成方法，使用该方法可以面向特定运行时环境实现AADL到C语 言的代码自动生成。
[0006] 技术方案：一种AADL到C语言的代码自动生成方法，包括以下步骤：
[0007] 1)根据AADL元模型的语义、目标运行环境的语义和C语言语法语义定义AADL元 模型到C语言的转换规则；
[0008] 2)根据AADL模型能够获取的所使用的元模型及其语义、步骤1)得到的AADL元模 型到C语言的转换规则制定代码自动生成模板；
[0009] 3)根据步骤2)得到的代码自动生成模板编写模板转换引擎；
[0010] 4)输入AADL模型后，自动对输入的AADL模型解析，提取AADL元模型信息，按照步 骤2)中的代码自动生成模板，通过步骤3)得到的模板转换引擎将AADL元模型信息生成C语言代码。
[0011] 进一步地，步骤1)中AADL元模型到C语言的转换规则包括：
[0012] 11)4401数据类型8&%_17口6生成(：语言程序中的*.11头文件；
[0013] 12)系统构件不对应具体的可执行代码，仅将系统构件的功能接口转换为函数的 输入参数和输出参数，且将所定义的数据构件转换为C语言程序中的变量定义，系统构件 的名称作命名空间使用；
[0014] 13)线程构件、线程组构件以及子程序构件对应具体的可执行代码，线程构件、线 程组构件以及子程序构件均转换为C语言程序中的函数定义；线程构件的功能接口转换为 函数的输入参数和输出参数，线程组构件的功能接口转换为函数的输入参数和输出参数， 子程序构件的功能接口转换为函数的输入参数和输出参数，子程序构件定义中的数据构件 转换为局部变量定义；
[0015] 14)处理器构件中定义调度算法，调度算法转换为C语言程序中的函数定义；
[0016] 15)进程构件转换为C语言程序中的主函数，进程构件所包含的子构件之间的连 接关系转换为源端函数和目标端函数，并将进程构件所包含的子构件之间的连接名称转换 为变量定义，用于源端函数和目标端函数之间的数据传递；
[0017] 16)对于系统调用，需在AADL模型中进行定义。
[0018] 有益效果：本发明公开的一种AADL到C语言的代码自动生成方法具有以下有益效 果：
[0019] 1、详细描述了代码自动生成的实施步骤，为特定运行时环境实现AADL到C语言代 码自动生成提供解决方案；
[0020] 2、定义了AADL模型到C语言的转换规则，有效解决AADL与C语言语义映射；
[0021] 3、使用Xtend语言定义模板，并通过封装等方式提供灵活的模板操作；
[0022] 4、通过模板引擎提高代码转换效率。
【附图说明】
[0023] 图1为本发明公开的一种AADL到C语言的代码自动生成方法的流程图。
【具体实施方式】：
[0024] 下面对本发明的【具体实施方式】详细说明。
[0025] 如图1所示，一种AADL到C语言的代码自动生成方法，包括以下步骤：
[0026] 1)根据AADL元模型的语义、目标运行环境的语义和C语言语法语义定义AADL元 模型到C语言的转换规则；
[0027] 2)根据AADL模型能够获取的所使用的元模型及其语义、步骤1)得到的AADL元模 型到C语言的转换规则制定代码自动生成模板；
[0028] 3)根据步骤2)得到的代码自动生成模板编写模板转换引擎；
[0029] 4)输入AADL模型后，自动对输入的AADL模型解析，提取AADL元模型信息，按照步 骤2)中的代码自动生成模板，通过步骤3)得到的模板转换引擎将AADL元模型信息生成C 语言代码。
[0030] 下面对AADL元模型到C语言的转换规则、AADL元模型到C语言的转换规则制定 代码自动生成模板、模板转换引擎、模板解析分别进行说明：
[0031] 关于步骤1)中AADL元模型到C语言的转换规则的说明：
[0032] 生成运行于特定运行环境的C语言应用程序代码时，软件体系结构模型生成应用 软件代码框架，运行时模型则主要考虑调度算法，并生成相应的调度程序。
[0033] AADL语言通过自顶向下的方式对系统进行建模，一般可以分为四个层次：最高层 为系统构件，对应一个系统或子系统；一个系统构件包括多个进程构件及连接（用于表达 任务执行的虚拟地址空间）、处理器构件（用于表达调度）以及其它硬件构件（如外设构 件、存储构件、总线构件等）；一个进程构件代表任务的虚拟地址空间，可以执行多个线程 构件或线程组构件及连接（用于表达任务及任务之间的通信），一个线程可以访问子程序 构件，多个线程可以共享访问一个数据构件；线程构件、子程序构件的内部行为可以用行为 附件来表达，用户也可以直接给出源代码。
[0034] AADL元模型到C语言的转换规则如下：
[0035] 步骤1)中AADL元模型到C语言的转换规则包括：
[0036] 11)AADL数据类型Base_Type生成C语言程序中的h头文件；
[0037] 12)系统构件不对应具体的可执行代码，仅将系统构件的功能接口转换为函数的 输入参数和输出参数，且将所定义的数据构件转换为C语言程序中的变量定义，系统构件 的名称作命名空间使用；
[0038] 13)线程构件、线程组构件以及子程序构件对应具体的可执行代码，线程构件、线 程组构