专利名称：Aadl2tasm模型转换方法
技术领域：
本发明涉及AADL2TASM模型转换方法，尤其涉及将AADL模型转换为TASM模型的方法。
背景技术：
复杂嵌入式实时系统广泛应用于航空电子、航天器、汽车控制等领域，这些系统具有资源受限、实时响应、容错、专用硬件等特点，对实时性、可靠性等性质有较高的要求，由于计算精度、实时响应的要求，这类系统变得越来越复杂，如何设计与实现高质量的复杂嵌入式实时系统，并有效控制开发时间与成本，是大家共同关心的一个问题。模型驱动开发方法(Model Driven Development，简称MDD)能够在早期阶段对系统进行分析与验证，有助于保证系统的质量属性，并有效控制开发时间与成本。模型转换为模型驱动设计开发方法的核心，它是指将一种语言描述的模型转换成另外一种语言描述的模型。它被认为是基于模型驱动的复杂嵌入式实时系统设计与实现的基础。AADL是针对复杂嵌入式实时系统而提出的一种体系结构分析与设计语言。它认为是基于模型驱动的复杂嵌入式实时系统设计与实现的基础。目前已有很多基于AADL的模型转换。法国Verimag实验室提出了 AADL到 BIP (Behavior Interaction Priority)的模型转换，，BIP 是 Verimag 提出的实时系统建模语言，采用自动机的方式描述行为，并支持异构构件之间的组合；Pennsylvania大学提出AADL到时间进程代数ACSR的模型转换，。ACSR的优点是能够支持资源竞争的描述，使其能够支持更精确的可调度分析。但对线程层次的语义还不够完整，也不能支持模式变换、 分区、BehaviorAnnex的转换；Verimag实验室将AADL转换到同步语言Lustre，其它的转换还包括AADL到IF模型的转换、AADL到Petri Net的转换、AADL到Fiacre的转换、AADL到 UMLMarte的转换，等。下表是各基于AADL的模型转换的对比。AADL模型转换对象比较
权利要求
1.AADL2TASM模型转换方法，用于将AADL模型转换为TASM模型，其特征在于 使用KM3描述源语言AADL的元模型；使用KM3描述目标语言TASM的元模型；针对AADL模型中的线程构件、分发器、模式变换、调度器，分别使用线程构件的转换方法、分发器构件的转换方法、模式变换的转换方法和调度器构件的转换方法，将AADL模型转换为TASM模型。
2.根据权利要求1所述的模型转换方法，其特征在于所述AADL的元模型包括 AadlSpec =AADL模型的根节点，包括25个属性，其中包括AADL模型的名字等基本信息以及该模型中所有构件的类型(type)和实现(implementation)； SystemType 描述系统的基本信息；SystemImpl 与SystemType等级相同，都是AadlSpec的分支节点，该节点是对之前声明的SystemType进行实例化，该节点声明该系统实例中包含的子构件和连接，所包含的子构件包含硬件构件和/或软件构件，硬件构件包括用户定义的设备和处理器，软件构件主要是线程，所声明的连接是端口到端口的数据通信，此外还定义处理器与线程的绑定关系， 规定线程在系统运行时对应的处理器；ProcessorType =AadlSpec下的分支节点，主要描述声明的处理器的基本信息； ProcessorImpl 与ftOcessorType等级相同，都是直属于AadlSpec的分支节点，是对 ProcessorType 的实例化；ProcessType =AadlSpec下的一个分支节点，主要描述声明的进程的基本信息； ProcessImpl 与ftx)cessType等级相同，都是直属于AadlSpec的分支节点，是对 ProcessType的实例化，定义该线程实例中包含的线程、线程组以及数据端口间的通信关系；ThreadType =AadlSpec下的一个分支节点，定义一个线程的属性，包括该线程的调度协议，如果是周期性线程，还包括计算执行时间、时间限和周期表，定义线程的输入输出端 Π ；ThreadImpl 与ThreadType等级相同，都是直属于AadlSpec的分支节点，是对 ThreadType的实例化。
3.根据权利要求1所述的模型转换方法，其特征在于所述TASM的元模型包括 tasm =TASM模型的根节点，其属性中包括该TASM模型的版本信息；Project :tasm下辖的节点，包含TASM模型名称、模型描述、模型ID号； Environment :tasm下辖的节点，是保存TASM模型的类型、资源、管道、变量的部分，其下辖的节点为types 用户自定义的类型；tsrcs 用户定义的资源；chans 用户定义的管道；vars 用户声明的变量，并且初始化；Systems :taSm下辖的节点，保存TASM模型主状态机(Main Machine)和变量的初始化 fn息；Mainmachines :tasm下辖的节点，是Main Machine的集合，下辖一定数量的MainMachine 节点Machineasm, 其中Machineasm下的各主要节点为 cvars =Main Machine有权限修改的变量； mvars =Main Machine有权限读取的变量； ivars :Main Machine 的内部变量； cons :Main Machine 的构造公式； rls :Main Machine 的规贝Ij集；Submachines :taSm下辖的节点，是子状态机(Sub Machine)的集合，下辖一定数量的 Sub Machine节点Submachines,其中Submachines下的各主要节点为 cvars :Sub Machine有权限修改的变量； mvars :Sub Machine有权限读取的变量； ivars :Sub Machine Wft^^fi ； cons :Sub Machine 的构造公式； rls :Sub Machine 的规则集；Functionmachines :tasm下辖的节点，是功能状态机(Function Machine)的集合，下辖一定数量的 Function Machine 节点 Functionmachines,其中 Functionmachines 下的各主要节点为cvars function Machine有权限修改的变量； mvars function Machine有权限读取的变量； ivars function Machine 的内部变量； cons :Function Machine 的构造公式； rls function Machine 的规贝Ij集；上述三禾中状态机 Mainmachines、Submachines 禾口 Functionmachines 均具有规贝 1J 集 rls, 规则集rls节点下辖若干规则节点rl，其中rl下的主要节点为rtime 执行该规则所消耗的时间，可以是固定值、区间值或者关键字next ；rrscs 执行该规则时所消耗或占用的各种资源；guard 规则的If条件语句；effect 满足规则If条件语句时执行的动作。
4.根据权利要求1所述的模型转换方法，其特征在于所述线程构件的转换方法将一个线程表示成一个状态机，该状态机包含以下规则hitialization规则用来处理系统加载进程，表示线程初始化的状态变迁； Acitvation规则用来处理线程和模式变换的同步关系，处于当前模式的线程为激活 Active状态，否则处于非激活hactive状态；Dispatch规则用来处理线程等待分发的情况； Waiting Execution规则用来处理线程等待调度的情况；Execution规则此规则的执行时间为最长执行时间(WCET)，所述WCET为AADL模型中线程构件的一个属性，其值表示线程一个周期内最长执行时间，该规则抽象表示线程执行；Write Dtate规则线程执行完成之后，直接将输出端口的数据写入接收线程的的输入端口当中；Waiting Next Event规则用于处理当条件不满足而需要等待的情况。
5.根据权利要求1所述的模型转换方法，其特征在于所述分发器构件的转换方法包括以下规则dispatch规则在分发器处于可被分发(dispatched)状态时，分发线程，并让该自动机重新进入不可被分发(imdispatched)状态；required规则主要用于分发器在imdispatched状态时，重新等待分发条件的满足； mode_change规则用于当分发器处于dispatched状态时，判断是否已离开当前状态，如果是，则进入到非当前模式(unactivation)的状态，Wunactivation的状态到 dispatched状态变迁在模式自动机里有表示； waiting规则用于与其它状态机同步。
6.根据权利要求1所述的模型转换方法，其特征在于所述模式变换的转换方法包括以下规则hyperperiod规则表示旧模式的超周期，执行时间为旧模式下所有关键线程周期的最小公倍数；oldmode_has_mcr规则在同步点检测到有模式变换请求，并将系统状态变到模式变换过程中，使旧模式下的线程的状态设为不处于当前模式状态，新模式下的线程的状态设为处于当前模式状态；oldmode_hasnot_mcr规则在同步点检测到没有模式变换请求到来，重新开始新一次旧模式的超周期；inprogress规则表示从旧模式到新模式的模式变换过程，执行时间为模式变换超周期，即新模式下关键线程的周期与删除僵尸线程的时间之和。
7.根据权利要求1所述的模型转换方法，其特征在于所述调度器的转换方法包括以下规则schedule规则表示线程能被执行，将处理器分发给该线程； pass规则表示线程不能马上执行，需要将令牌分发下去。
全文摘要
本发明涉及一种模型转换方法，用于将AADL模型转换为TASM模型，使用KM3描述源语言AADL的元模型，使用KM3描述目标语言TASM的元模型，针对AADL模型中的线程构件、分发器、模式变换、调度器，分别使用线程构件的转换方法、分发器构件的转换方法、模式变换的转换方法和调度器构件的转换方法，将AADL模型转换为TASM模型。
文档编号G06F9/44GK102520925SQ201110369259
公开日2012年6月27日 申请日期2011年11月18日 优先权日2011年11月18日
发明者姜泮昌, 张腾, 杨志斌, 胡凯, 蒋树, 顾彬 申请人:北京航空航天大学