AADL模式转换设计方法研究

计 算 机 工 程 与 设计 Ｃ ｍ ｕ ｒ ｎｉ ｅｎ ｄ ｅ ｇ ２ １， ｏ ３， ｏ ２ ２９ ｏ ｐｔ ｇ ｅｒ ｇ ｎ ｓ ｎ ０ １ Ｖ １ ２ Ｎ ． ４ ６ ｅＥ ｎ ｉ ａ Ｄ ｉ ． １
Ａ Ｄ Ａ Ｌ模式转换设计方法研究
李振松 ， 蒋 志雄 ， 顾 斌
（ 北京 控制 工程 研 究所 ，北京 １０ ９ ） ０ １０
述航天器控制系 统此类的工作模 式转换行为 。
行 为 附 件 规 格 文 件 Ａ Ｄ 与 Ａ Ｌ核 心 标 准 保 持 一致 ， 以扩 展
Ａ Ｌ 的构 件 包 括 软 件 类 、 行 平 台类 和 系 统 类 ３ 类 ， 中 ＡＤ 执 大 其 软件类包含 了数据构件 、 程序构件、 程构件 、 程组构件 、 子 线 线 进 程 构 件 这 ５ 构 件 ； 行 平 台类 包 含 了处 理器 、 储 器 、 类 执 存 设 备 、总 线 这 ４类 构 件 。 系 统 类 的 系 统 构 件 是 作 为软 件类 构 件 和 执 行 平 台类 构 件 的集 成 构 件 而 设 计 的 ［１ 除 了这 些 构 件 １１ ０１ ＂￣ 及 其 连 接 关 系 描 述 的系 统静 态 体 系 结 构 外 ，Ａ Ｌ的 执 行 模 ＡＤ 型 则 是 来 描 述 系 统 的运 行 时 环 境 ， 来 管 理 和 支 持 构 件 的 执 用 行 ， 为 同步 和 异 步 两 种 ， 括 构件 分 发 、 步 ／ 步 通 信 、 分 包 同 异 调 度 、模 式变 换 等 行 为 。 线 程 和 子 程 序 构 件 是 最 小 的 执 行 和 调
好 地 满 足 了设 计 描 述 上 的 需 求 。
关 键 词 ： 系 结 构 分 析 与 设 计 语 言 ； 模 式 转 换 ； 行 为 附件 ； 文 法 定 义 ； 设 计 体
中 图法分类 号 ： Ｐ ０ Ｔ ３２
文献标 识码 ： Ａ
文章编 号 ：０ ０７ ２ （０ １ １．２ ９０ １０ ．０ ４ ２ １） ２４６ ．４
作者简介：李振松 （９ ３ ，男，河北廊坊人 ，硕士研 究生，研究方向为嵌入式软件体系结构设计 ； 蒋志雄 （９ ０ ，男，湖北人 ，硕士，工 １ ８ 一） １ ８ 一） 程师，研 究方向为嵌入式软件开发与测试； 顾斌 （９ ８ ） １６ － ，男 ，湖北孝感人，硕 士，研究员，研究方 向为软件工程 、嵌入式软件设计 。
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为 了解 决 Ａ Ｄ Ａ Ｌ语 言 自身 对 构 件 内部 具 体 执 行 行 为 描 述 能 力 的不 足 ，更 好 的分 析 异 步 模 式 下 的 系 统 行 为 ，法 国 Ｉ Ｉ ＲＴ （ｏ ｌｕｅｉｓｔｔ ｏ ｃｍｐ ｒ ｃ ｎ ｅ ｅｅｒ ） 出 了行 为 附件 Ｔ ｕｏ ｓ ｎｔｕｅ ｆ ｏ ｍｅ ｉ ｃ ｓａｃ 提 ｉ ｓｅ ｒ ｈ
０ 引 言
ＡＡ Ｌ 体 系 结构 分 析 与 设 计 语 言 ） 准 “ ２ ０ 年 由 Ｓ Ｅ Ｄ （ 标 ０４ 是 Ａ 体 系 结 构 描 述 语 言 附 属 委 员会 、 入 式计 算 系 统 委 员 会 、 空 嵌 航 电 子 系 统 公 司 共 同提 出 的 一种 应 用 于 嵌 入 式 系 统领 域 的 体 系 结 构 建 模 语 言 ， 要 用 于 设 计 和 分 析 安 全 关 键 的 嵌 入 式 实 时 主 系 统 的 软 件 和 硬 件 体 系 结 构 。Ａ Ｌ能 够 建 立 软 件 到 硬 件 的 ＡＤ 映射 ， 持 功 能 属 性 和 非 功 能 属 性 的描 述 ， 支 并可 以对 单 一 模 型 进 行 多 种 分 析 ， 括 ： 时性 、 靠 性 、 全 性 、 包 实 可 安 资源 耗 费 等 。
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பைடு நூலகம்
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度单元 。
巴克斯范式（Ｂ Ｆ 来定义其文 法规格 。 ＥＮ） 通过对 构件 内运行状
态 的声 明 以及 状 态 之 间迁 移 过 程 定 义 来 表 述 构 件 内动 态 行 为
运行过程 。状态 间迁移 过程 定义 了在原状态 下满足使 能条件
后 发 生 迁 移 ， 达 目的状 态 的过 程 ， 时可 以 定义 迁 移 过程 中 到 同 发 生 的 动 作 ， 现 与其 它 构 件 的交 互 。 迁 移 过 程 的文 法 定 义 实 如图 １ 示。 所
摘 要 ：为 实现 ＡＡ Ｌ（ 系结构分析 与设 计语 言） Ｄ 体 对航 天器控 制 系统等运行 模 式相 对 复杂的嵌入 式 系统的详 细描述 ，针对
Ａ ＤＬ核 心标 准及 其行 为附件在 描述 能 力上 的 不足 ，在行 为 附件 原有 文 法定义 的基 础上 进行 改进 ，使之 能够对 多条件合 集 Ａ
１ ＡＡ Ｌ与 航 天 器控 制 系统 模 式 转换 Ｄ
１１ ＡＡ ． ＤＬ概 述
Ａ Ｌ 言 是 Ａ Ｌ标 准 的核 心 ， 文 本 、 ＡＤ 语 ＡＤ 有 图形 和 类 Ｘ ＭＬ
共 ３ 表示方法， ３ 种 这 种表示方法是等价 的， 且可 以相互转换 。
收稿 日期 ：２ １ ０ —６ ０ １ １１ ；修订 日期：２ １－ —１ － ０ １ ３２ 。 ０ 基金项 目：国家 自然科学基金项 目 （０ １０４ 。 ９ ８ ８ ２）
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Ａ ＤＬ标 准 及 其 附 件 内 容 还 需 要 进 一 步 完 善 和 扩 展 ，包 括 行 Ａ 为附件 ， 以更 好 地 支 持 系 统 体 系 结 构 建 模 与 分 析 。 航 天 器 控 制 系 统 作 为 一 种 安 全 关 键 的嵌 入 式 系 统 ， 设 其 计 要 求 能 够 充 分 捕 获 设 计 需 求 ，满 足 系 统 功 能属 性 和 非 功 能
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４７ ２ １， ｏ．２ Ｎ ． ２ ０ ０ Ｖ １ ， ｏ１ １ ３ ２
计 算机 工程与设计 Ｃ ｍｐｔ ｎｉｅｒ ｇａｄＤ ｓ ｎ ｏ ｕｅＥ ｇ ｅｉ ｅｉ ｒ ｎ ｎ ｎ ｇ
下 的模 式 转换 以及模 式转换 的优 先级进 行描述 。 出了抽 象状 态的概念 以 简化 原行 为 附件 文法在描 述组 合式状 态转换 关 系 提 方 面的繁 杂程度 ， 高设 计模型 的可读 性 通过对 实际控 制 系统运行 模式进 行设 计 ， 果表 明 了改进后 的行 为附件 文法很 提 结
计 需 求 ， 此 在 保 证 与 原 有 行 为 附 件 语 义 一 致 的前 提 下 ， 文 为 本 针 对 需 求 对 行 为 附 件 的文 法 进 行 改 进 ， 求解 决 方 法 。 寻
Ａ ＤＬ作为一种 可扩展标 准语 言，分为核心 标准和扩展语 言 Ａ
两 部 分 。行 为 附 件 是 基 于 自动 状 态 机 理 论 的 Ａ ＤＬ扩 展 附 Ａ 件， 对 Ａ Ｄ 是 Ａ Ｌ在 描 述 系 统 动 态 行 为 方 面 的有 利 补 充 。 文献 ［－］ 过 实 例 建 模 对 行 为 附 件 的 应 用 展 开 论 述 。文 献 ［ ９则 ６７通 ８］ 是 对 其 语 义 的形 式 化 工 作 进 行 了 深 入 研 究 ，为后 续 开 展 形 式 化 的 分 析 验 证 工 作 打 下 基 础 。 为 了适 应 不 同 的 应 用 需 求 ，
属性 。 通过对 Ａ Ｌ在航天器控 制系统体系 结构模 型构建 中 ＡＤ
的 应 用 研 究 ， 现 由于 实 际 系 统 具 有 多 种 运 行 模 式 ， 运 行 模 发 且 式 之 间 的转 换 比较 复 杂 ，当 前 Ａ Ｌ核 心 标 准 及 行 为 附 件 用 ＡＤ
于描述模式转 换这种动态行为 的能力还 不足 以清晰表达其设