[发明专利]一种基于SystemC的AADL软构件模型仿真测试实例生成方法

说明书

技术领域

本发明涉及嵌入式系统领域，具体为一种基于SystemC的AADL软构件模型仿真测试实例生成方法。

背景技术

为了采用模型驱动的软件开发方法分析任务关键嵌入式软件系统的质量属性，以提高软件系统的可靠性、缩短开发周期，美国自动机协会于2009年1月发布了航空标准AS5506-体系结构分析与设计语言AADL(Architecture Analysis and Design Language)2.0版本。AADL作为一种嵌入式实时系统的建模语言，它通过定义构件及构件之间的交互对系统结构进行建模，并且支持对系统非功能属性(包括时间属性、能耗、可靠性、安全性等)的描述。AADL具有语法结构简单、功能强大和可扩展的优点，其在任务关键和安全关键嵌入式领域具有广阔的应用前景。

AADL设计模型是嵌入式系统开发的基础和贯穿系统开发过程的蓝图，其质量决定了嵌入式系统的质量，如何保障AADL模型的质量是目前的研究热点。形式化的模型验证技术已在AADL研究领域中展开，例如，将AADL模型转换为易于分析和评估的形式化模型，然后开发进行分析和评估的形式化工具或利用目前成熟的形式化评估工具，对模型的行为(即模型的行为语义分析)和性能(包括可靠性、安全性、可调度性)进行分析和评估。但是，由于形式化分析无法检测系统在具体目标环境下运行时的状态及其动态属性变化，无法确保软件的各种性能在不同层次模型设计中能够“真实”的验证和确认。所以，要在设计阶段为AADL模型提供一个仿真测试执行环境，以检验仿真模型约束是否满足需求。

SystemC是一种软硬件协同仿真的系统描述语言，运用SystemC可以在不同抽象层次上实现系统的仿真和测试。de las Heras等人提出了AADL模型到SystemC映射的语义，以支持软件和硬件联合仿真，但并没有给出SystemC测试实例生成的具体方法。

发明内容

要解决的技术问题

本发明主要解决如何生成基于SystemC的AADL软构件及软构件之间通讯的仿真实例，包括AADL系统构件、进程构件、线程构件、子程序构件、数据构件的仿真实例，以及系统、进程、线程之间通讯机制的仿真实例。为此，本发明提出了一种基于SystemC的AADL软构件模型仿真测试实例生成方法。

技术方案

每个AADL模型的构成都是一个构件树，树根表示系统构件，由上而下依次有子系统构件、进程构件、线程构件作为树的中间层，子程序构件或数据构件作为树的叶子节点。由于各软构件都可以包含数据访问、端口，以及构件间通讯的连接，所以，本发明的技术方案首先给出了将数据构件、端口和连接转换为SystemC仿真测试实例的转换技术；然后，依据构件的包含关系，从构件树的底层(子程序)到树的中间层(线程、进程)逐步骤给出了将各构件转换为SystemC仿真测试实例的转换技术；最后给出了子系统和系统构件的转换技术。

本发明的技术方案为：

所述一种基于SystemC的AADL软构件模型仿真测试实例生成方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：将AADL模型的数据构件转换为SystemC格式的仿真测试实例，转换规则为：如果数据构件的类型是SystemC支持的基本数据类型，则将数据构件转换为SystemC中的基本数据类型，否则转换为用户自定义的数据类型；

步骤2：将AADL模型的构件端口和连接转换为SystemC格式的仿真测试实例，其中构件端口和连接包括数据端口和连接、事件端口和连接和事件数据端口和连接，各转换规则为：

转换数据端口和连接：将AADL模型的in、out、inout类型的数据端口分别转换为SystemC格式下基本端口类型sc_in<T>、sc_out<T>、sc_inout<T>的端口变量，其中T是端口传输数据的数据类型；将系统、子系统或进程中的子模块端口直接关联到其所属父/子模块的端口进行通讯，将系统、子系统或进程中的模块端口绑定到信号sc_signal而与其他同级模块的端口相连进行通讯；将线程的数据端口连接转换为信号sc_signal类型变量；

转换事件端口和连接：将AADL模型的事件端口转换为SystemC中的先进先出队列通道sc_fifo<T>类型的变量；事件端口连接的转换方法为：将参与事件端口连接的两个构件转换后分别绑定到事件端口对应的通道变量，并调用通道的read()和write()方法向通道读或写事件；