[发明专利]TMSVL实时系统建模方法

摘要

本发明公开了一种TMSVL实时系统建模方法，属形式化建模与验证领域，本发明通过扩展MSVL，得到的TMSVL可在同一逻辑框架下对实时系统进行建模和验证。TMSVL实时系统建模方法的步骤包括初始化系统时钟、建立系统的TMSVL模型和对TMSVL模型的化简。本发明用时间变量显式定义系统时钟，并依此定义了TMSVL基本语句和实时系统中常用的延时、超时和中断的概念，给出了TMSVL操作语义。用TMSVL语句描述实时系统后，操作语义通过对TMSVL语句的化简构造出系统的实际模型。本发明由MSVL扩展而来，具有MSVL的全部优点且能够表示相对和绝对时间约束，适应于实时系统的建模、仿真与验证。

主权项

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＝eT∧Ts＝eTs∧frame(Ts)∧keep(○T＝T+Ts)eT和eTs是两个时间表达式，eT用来初始化T的值，eTs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。