工業(yè)電子嵌入式系統(tǒng)仿真用設(shè)備模型的構(gòu)建方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于工業(yè)電子技術(shù)領(lǐng)域，涉及工業(yè)電子嵌入式系統(tǒng)的仿真，具體涉及工業(yè) 電子嵌入式系統(tǒng)仿真用設(shè)備模型的構(gòu)建方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)工業(yè)的熱點(diǎn)之一，嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)滲透到信息 家電、工業(yè)控制、通信與電子設(shè)備、人工智能設(shè)備等領(lǐng)域。而嵌入式系統(tǒng)的軟件與目標(biāo)硬件 緊密相關(guān)，軟件的開(kāi)發(fā)與目標(biāo)硬件緊密相關(guān)，軟件的開(kāi)發(fā)與硬件環(huán)境的選擇、設(shè)計(jì)和配置相 互影響，硬件平臺(tái)與嵌入式應(yīng)用的復(fù)雜程度不斷提高，導(dǎo)致軟件開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，開(kāi)發(fā)成本昂 貴、軟件功能調(diào)試和性能測(cè)試不能及時(shí)完成，軟件質(zhì)量甚至整個(gè)系統(tǒng)的質(zhì)量都無(wú)法保證。
[0003] 同時(shí)，由于工業(yè)電子的發(fā)展，系統(tǒng)的功能、應(yīng)用場(chǎng)景、使用方法復(fù)雜度急劇增加，系 統(tǒng)的研發(fā)、生產(chǎn)、使用等各個(gè)環(huán)節(jié)的難度增加，后期的設(shè)計(jì)變更代價(jià)巨大。針對(duì)社會(huì)系統(tǒng)、戰(zhàn) 場(chǎng)環(huán)境、物流等邏輯對(duì)象，真實(shí)系統(tǒng)模擬的方式往往耗資巨大甚至不可實(shí)現(xiàn)。而工業(yè)電子的 嵌入式軟件的可靠性要求更高，一旦發(fā)生故障，往往會(huì)引起災(zāi)難性后果或造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì) 損失。
[0004] 而且，隨著軟硬件復(fù)雜程度的不斷提高，使用HDL (Hardware Description Language，硬件描述語(yǔ)言）的邏輯設(shè)計(jì)，綜合和實(shí)施技術(shù)取得了突破性進(jìn)展，但是，從單一 的系統(tǒng)級(jí)描述開(kāi)始的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法仍處于起步階段。
[0005] 而傳統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)方法，即，硬件、軟件設(shè)計(jì)的分割狀態(tài)和順序的設(shè)計(jì)方 法，不利于修改設(shè)計(jì)，而且相對(duì)成本較高、周期較長(zhǎng)，不能滿(mǎn)足激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需求。
[0006] 所以，亟需通過(guò)數(shù)字化的仿真方式對(duì)工業(yè)電子嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行仿真，以最小的代 價(jià)獲得盡可能真實(shí)的結(jié)果，為現(xiàn)實(shí)項(xiàng)目實(shí)施提供參考依據(jù)。其中包括利用數(shù)字模型和仿真 環(huán)境將系統(tǒng)對(duì)象行為進(jìn)行完整的定義，以及解決由于數(shù)據(jù)不可見(jiàn)性導(dǎo)致的模擬與真實(shí)環(huán)境 的設(shè)計(jì)相差較大的問(wèn)題。同時(shí)，解決工業(yè)電子嵌入式軟件與硬件結(jié)合非常緊密所導(dǎo)致的需 要搭建目標(biāo)環(huán)境的問(wèn)題，有效的解決因軟硬件開(kāi)發(fā)不同步，搭建費(fèi)用過(guò)高的問(wèn)題。
[0007] 而且，要進(jìn)行仿真，必須對(duì)工業(yè)電子嵌入式系統(tǒng)中的設(shè)備進(jìn)行模型化設(shè)計(jì)，以便于 在仿真系統(tǒng)中進(jìn)行仿真?，F(xiàn)有的對(duì)設(shè)備進(jìn)行模型化設(shè)計(jì)的方法都是人工設(shè)計(jì)好設(shè)備模型的 代碼模板，然后根據(jù)工業(yè)電子嵌入式系統(tǒng)的接口控制文件、系統(tǒng)架構(gòu)數(shù)據(jù)和設(shè)備邏輯數(shù)據(jù) 等進(jìn)行設(shè)備模型的設(shè)計(jì)。這種方法一方面效率低，另外一方面難以與前期建立的行為邏輯 模型建立起關(guān)聯(lián)，從而可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)的前后不一致，難以形成工業(yè)電子嵌入式系統(tǒng)的統(tǒng)一 的全生命周期數(shù)據(jù)模型。
[0008] 鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述技術(shù)缺陷，迫切需要研制一種新型的工業(yè)電子嵌入式系統(tǒng)仿 真用設(shè)備模型的構(gòu)建方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的是提供一種工業(yè)電子嵌入式系統(tǒng)仿真用設(shè)備模型的構(gòu)建方法，其可 依據(jù)工業(yè)電子嵌入式系統(tǒng)的行為邏輯模型直接生成仿真用設(shè)備模型，便于工業(yè)電子嵌入式 系統(tǒng)的仿真；同時(shí)，有利于工業(yè)電子嵌入式系統(tǒng)全生命周期中各種模型之間的關(guān)聯(lián)，有利于 建立全生命周期統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型。
[0010] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種工業(yè)電子嵌入式系統(tǒng)仿真用 設(shè)備模型的構(gòu)建方法，其包括以下步驟：
[0011] (1)、依據(jù)仿真場(chǎng)景以及所述工業(yè)電子嵌入式系統(tǒng)的行為邏輯模型中的順序圖確 定該仿真場(chǎng)景下各設(shè)備的設(shè)備框架模型；
[0012] (2)、依據(jù)所述工業(yè)電子嵌入式系統(tǒng)的行為邏輯模型中的順序圖確定該仿真場(chǎng)景 中各個(gè)信號(hào)的信號(hào)名稱(chēng)、信號(hào)類(lèi)型以及信號(hào)的輸入輸出設(shè)備，并依據(jù)所述信號(hào)類(lèi)型和信號(hào) 的輸入輸出方向確定信號(hào)的輸入輸出設(shè)備的端口類(lèi)型，從而形成各設(shè)備的通信級(jí)模型；
[0013] (3)、依據(jù)所述工業(yè)電子嵌入式系統(tǒng)的行為邏輯模型中的順序圖中的邏輯關(guān)系確 定該仿真場(chǎng)景中所包含的邏輯，并依據(jù)所述邏輯確定邏輯行為發(fā)生的設(shè)備，最后依據(jù)所述 邏輯及設(shè)備的信息確定邏輯行為的前導(dǎo)信號(hào)及產(chǎn)生的結(jié)果信號(hào)，從而形成各設(shè)備的邏輯行 為模型；
[0014] (4)、基于所述設(shè)備框架模型、通信級(jí)模型和邏輯行為模型而集合成仿真用設(shè)備模 型。
[0015] 進(jìn)一步地，其中，通過(guò)建立每個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景所涉及的各設(shè)備之間的信號(hào)時(shí)序和邏輯 關(guān)系，從而形成所述工業(yè)電子嵌入式系統(tǒng)的行為邏輯模型中的順序圖。
[0016] 更進(jìn)一步地，其中，建立每個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景所涉及的各設(shè)備之間的信號(hào)時(shí)序和邏輯關(guān) 系包括：確定順序圖的驅(qū)動(dòng)事件，所述驅(qū)動(dòng)事件直接從活動(dòng)圖中繼承過(guò)來(lái)，或者根據(jù)要求對(duì) 從活動(dòng)圖中繼承過(guò)來(lái)的驅(qū)動(dòng)事件進(jìn)行更改并反饋至所述活動(dòng)圖；添加各設(shè)備之間傳遞的信 號(hào)以及信號(hào)在該應(yīng)用場(chǎng)景中的響應(yīng)值；添加信號(hào)之間的延時(shí)以及設(shè)備的輸入信號(hào)和輸出信 號(hào)之間的邏輯關(guān)系。
[0017] 本發(fā)明的工業(yè)電子嵌入式系統(tǒng)仿真用設(shè)備模型的構(gòu)建方法可依據(jù)工業(yè)電子嵌入 式系統(tǒng)的行為邏輯模型直接生成仿真用設(shè)備模型，非常簡(jiǎn)便和高效，便于工業(yè)電子嵌入式 系統(tǒng)的仿真。同時(shí)，其有利于工業(yè)電子嵌入式系統(tǒng)全生命周期中各種模型之間的關(guān)聯(lián)，有利 于建立工業(yè)電子嵌入式系統(tǒng)的全生命周期統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型。再者，有利于保證數(shù)據(jù)的前后一 致性，從而使得仿真效果更好。
【附圖說(shuō)明】
[0018] 圖1是建立工業(yè)電子嵌入式系統(tǒng)的行為邏輯模型的方法的流程示意圖。
[0019] 圖2是一個(gè)實(shí)施例的應(yīng)用場(chǎng)景用例圖。
[0020] 圖3是該實(shí)施例的活動(dòng)圖。
[0021] 圖4是該實(shí)施例的"塔康進(jìn)場(chǎng)"應(yīng)用場(chǎng)景的順序圖。
[0022] 圖5是圖4所示的順序圖中的信號(hào)"UFCP狀態(tài)2"的屬性的示意圖。
[0023] 圖6是圖4所示的順序圖中的各個(gè)信號(hào)的延時(shí)的示意圖。
[0024] 圖7是該實(shí)施例的其中一個(gè)設(shè)備"頂P"的狀態(tài)機(jī)圖。
[0025] 圖8是本發(fā)明的工業(yè)電子嵌入式系統(tǒng)仿真用設(shè)備模型的構(gòu)建方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明，實(shí)施例的內(nèi)容不作為對(duì)本發(fā)明的保 護(hù)范圍的限制。
[0027] 圖1示出了建立工業(yè)電子嵌入式系統(tǒng)的行為邏輯模型的方法的流程示意圖。如圖 1所示，建立工業(yè)電子嵌入式系統(tǒng)的行為邏輯模型，首先是根據(jù)工業(yè)電子嵌入式系統(tǒng)的功能 確定其運(yùn)行流程，并依據(jù)所述運(yùn)行流程得到工業(yè)電子嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)景，并依據(jù)所述 應(yīng)用場(chǎng)景建立工業(yè)電子嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)景用例圖。
[0028] 在本發(fā)明中，所述應(yīng)用場(chǎng)景用例圖為用例樹(shù)。用例樹(shù)中的每一個(gè)用例代表一個(gè)應(yīng) 用場(chǎng)景，并通過(guò)所述用例樹(shù)的樹(shù)結(jié)構(gòu)來(lái)描述各個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系和父子關(guān)系（當(dāng) 然，在有些用例樹(shù)中各個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景之間可能不存在父子關(guān)系）。
[0029] 其次，建立各個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景之間的邏輯關(guān)系，從而形成工業(yè)電子嵌入式系統(tǒng)的活動(dòng) 圖。
[0030] 對(duì)于一個(gè)活動(dòng)圖來(lái)說(shuō)，其通常由如下元素構(gòu)成：
[0031] 活動(dòng)："活動(dòng)"表示工業(yè)電子嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)景，也可以表示工業(yè)電子嵌入式 系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)景下的子應(yīng)用場(chǎng)景（對(duì)于存在父子關(guān)系的應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)說(shuō)，會(huì)有子應(yīng)用場(chǎng)景）。
[0032] 驅(qū)動(dòng)事件："驅(qū)動(dòng)事件"是活動(dòng)圖內(nèi)所有活動(dòng)關(guān)聯(lián)的"橋梁"。"驅(qū)動(dòng)事件"本身與工 業(yè)電子嵌入式系統(tǒng)中相關(guān)的信號(hào)相關(guān)聯(lián)，工業(yè)電子嵌入式系統(tǒng)的所有活動(dòng)均被信號(hào)驅(qū)動(dòng)， 使得活動(dòng)圖沒(méi)有獨(dú)立，而是通過(guò)信號(hào)與ICD模型、系統(tǒng)架構(gòu)模型相關(guān)聯(lián)，達(dá)到了 "統(tǒng)一模型" 的目的。
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