[发明专利]TMSVL实时系统建模方法

权利要求书

1.一种TMSVL实时系统建模方法，用形式化方法对实时系统进行建模，构造出系统的实际模型，其特征在于：在MSVL的语法基础上扩展了时间变量和时间约束区间，使其在语义上支持量化时间建模，其中时间是由时间变量模拟，时间控制由时间约束区间实现；利用该语法语义来描述需要建模的实时系统，得到系统的TMSVL模型；再利用TMSVL语言的操作语义对这个TMSVL模型化简得到系统的实际模型；TMSVL对实时系统建模的流程包括有：

步骤1、选取适当的时钟起始时间和时间间隔，用TMSVL语言建模实时系统的时钟模块并对系统的时钟进行初始化，用变量T模拟系统当前状态的时间，变量Ts表示时间间隔，用于产生系统时钟，TMSVL建模实时系统的时钟模块TP₀如下：

TP₀≡T＝e_T∧Ts＝e_Ts∧frame(Ts)∧keep(○T＝T+Ts)

e_T和e_Ts是两个时间表达式，e_T用来初始化T的值，e_Ts用来初始化Ts的值；操作符“∧”表示“相与”，用于连接同时发生的语句；因为TMSVL的底层逻辑是时序逻辑，在时序逻辑中，后一状态的值不会自动继承前一状态的值，因此采用MSVL的框架技术frame声明变量，Ts声明为frame变量后，在下一状态如果Ts未被赋值则自动继承Ts前一状态的值；keep表示除了终止状态之外的每个状态都要执行后面括号中的语句，keep(○T＝T+Ts)表示在每个状态，其下一状态的时间值，即○T，都等于本状态的时间值T加本状态的时间间隔值Ts；

步骤2、根据初始化后的系统时钟模块，用定义的TMSVL语言描述实时系统，得到系统的TMSVL模型；在描述过程中先描述实时系统中各个时间约束下的子模块，为子模块添加相应的时间约束，之后连接有关系的子模块形成新的子模块，经过反复的连接和添加时间约束最终得到整个系统的描述TP₁，系统的TMSVL模型为TP₀∧TP₁；

步骤3、利用TMSVL的操作语义化简步骤2中得到的TMSVL模型，构造出系统所有的实际模型；系统的每一个实际模型是一个由一组状态序列构成的区间，每个状态有一个时间戳T代表本状态的时间，并包含一组为所有状态变量赋值的命题，这些状态变量及其赋值刻画系统的一个状态，一系列的状态序列模拟出系统动态的运作过程，一系列的状态序列就是由TMSVL模型化简出的一个区间；如果系统的每个模 型都是安全的或满足某个实时性要求，系统就是安全的或满足这个实时性要求的；

步骤4、构造出了实时系统所有的实际模型，实时系统建模结束。

2.根据权利要求1所述的TMSVL实时系统建模方法，其特征在于：时间表达式的语法定义为：

t::＝n|x|Θx|function|t₀ op t₁|T|○T|end(T)

op::＝+|-|×|mod

n表示正整数，x表示变量x在当前状态的取值，Θx表示变量x在前一状态的取值，function表示函数返回值，t₀ op t₁表示两个时间表达式t₀和t₁经过算术运算得到的取值，op表示时间表达式t₀和t₁可以进行的算数运算，包括加法，减法，乘法以及取模运算，T表示当前状态的时间值，○T表示下一状态的时间，只能出现在时间约束区间中起始时间的位置，如果时间约束为(○T，t₁)，t₁是一个时间表达式，这个时间约束区间表示其约束下的语句从下一状态开始执行，end(T)表示T在语句执行结束时的时间，只能出现在时间约束区间中结束时间的位置，如果时间约束为(t₁，end(T))，t₁是一个时间表达式，这个时间约束区间对其约束下语句的结束时间不加限制，语义合法的时间表达式t化简之后的取值为非负整数。