一种AADL到C语言的代码自动生成方法技术

本发明专利技术涉及一种AADL到C语言的代码自动生成方法，其包括以下步骤：1)根据AADL元模型的语义、目标运行环境的语义和C语言语法语义定义AADL元模型到C语言的转换规则；2)根据AADL模型能够获取的所使用的元模型及其语义、AADL元模型到C语言的转换规则制定代码自动生成模板；3)根据代码自动生成模板编写模板转换引擎；4)输入AADL模型后，自动对输入的AADL模型解析，提取AADL元模型信息，按照代码自动生成模板，通过模板转换引擎将AADL元模型信息生成C语言代码。本发明专利技术具有以下有益效果：1定义了AADL模型到C语言的转换规则，有效解决AADL与C语言语义映射；2通过模板引擎提高代码转换效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及软件开发工具，特别涉及一种AADL到C语言的代码自动生成方法。
技术介绍
基于模型的软件开发是继面向对象技术后，又一次软件设计理念和方法的跨越。 基于模型的软件开发思想是：将"模型"作为软件设计和开发的核心要素，通过模型清晰地 刻画软件系统的功能、性能和安全性等关键特征，准确描述系统的解决方案；通过形式化方 法对系统模型加以验证，以确保软件设计的正确性；通过模型驱动方法生成代码，以保证软 件设计与实现的一致性。 2004年，美国汽车工程师协会SAE (society of automotive engineers)基于15 年的研宄和工业实践，提出嵌入式实时系统体系结构分析与设计语言AADL(architecture analysis&design language)，提供了一种标准而又足够精确的方式设计与分析嵌入式实 时系统的软、硬件体系结构及功能与非功能性质。但是基于AADL进行嵌入式系统代码自动 生成非常具有挑战性，因为生成的代码要运行在不同的目标平台，满足各平台有不同的特 征，如软硬件体系结构、编程接口等。模型较为抽象地表达了在特定平台上各要素的组织方 式和特征，易于理解和验证，但与实现之间有语义鸿沟，给代码生成增加了负担，而且建模 语言的抽象语义不一定能够与目标平台匹配。 AADL模型到代码的自动生成，能够有助于提高嵌入式实时系统的软件开发的自动 化水平，缩短软件开发周期，减少人工写代码的工作量和编码过程中出错的可能性。目前欧 美模型驱动软件开发环境的代码自动生成主要支持Ada语言、Java语言的代码生成，面向 符合ANRINC 653规范的P0K操作系统、汽车行业标准的0SEK操作系统，各领域在使用AADL 进行代码生成时，需根据自身平台的运行时环境进行代码生成工具开发。我国航天领域广 泛采用SZ0S等嵌入式实时操作系统，但是尚未出现AADL到SZ0S等特定运行时环境的C语 言的代码自动生成方法。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本专利技术公开了一种 AADL到C语言的代码自动生成方法，使用该方法可以面向特定运行时环境实现AADL到C语 言的代码自动生成。 技术方案：一种AADL到C语言的代码自动生成方法，包括以下步骤： 1)根据AADL元模型的语义、目标运行环境的语义和C语言语法语义定义AADL元 模型到C语言的转换规则； 2)根据AADL模型能够获取的所使用的元模型及其语义、步骤1)得到的AADL元模 型到C语言的转换规则制定代码自动生成模板； 3)根据步骤2)得到的代码自动生成模板编写模板转换引擎； 4)输入AADL模型后，自动对输入的AADL模型解析，提取AADL元模型信息，按照步 骤2)中的代码自动生成模板，通过步骤3)得到的模板转换引擎将AADL元模型信息生成C语言代码。 进一步地，步骤1)中AADL元模型到C语言的转换规则包括： 11)4401数据类型8&%_17口6生成(：语言程序中的*.11头文件； 12)系统构件不对应具体的可执行代码，仅将系统构件的功能接口转换为函数的 输入参数和输出参数，且将所定义的数据构件转换为C语言程序中的变量定义，系统构件 的名称作命名空间使用； 13)线程构件、线程组构件以及子程序构件对应具体的可执行代码，线程构件、线 程组构件以及子程序构件均转换为C语言程序中的函数定义；线程构件的功能接口转换为 函数的输入参数和输出参数，线程组构件的功能接口转换为函数的输入参数和输出参数， 子程序构件的功能接口转换为函数的输入参数和输出参数，子程序构件定义中的数据构件 转换为局部变量定义； 14)处理器构件中定义调度算法，调度算法转换为C语言程序中的函数定义； 15)进程构件转换为C语言程序中的主函数，进程构件所包含的子构件之间的连 接关系转换为源端函数和目标端函数，并将进程构件所包含的子构件之间的连接名称转换 为变量定义，用于源端函数和目标端函数之间的数据传递； 16)对于系统调用，需在AADL模型中进行定义。 有益效果：本专利技术公开的一种AADL到C语言的代码自动生成方法具有以下有益效 果： 1、详细描述了代码自动生成的实施步骤，为特定运行时环境实现AADL到C语言代 码自动生成提供解决方案； 2、定义了AADL模型到C语言的转换规则，有效解决AADL与C语言语义映射； 3、使用Xtend语言定义模板，并通过封装等方式提供灵活的模板操作； 4、通过模板引擎提高代码转换效率。【附图说明】 图1为本专利技术公开的一种AADL到C语言的代码自动生成方法的流程图。【具体实施方式】： 下面对本专利技术的【具体实施方式】详细说明。 如图1所示，一种AADL到C语言的代码自动生成方法，包括以下步骤： 1)根据AADL元模型的语义、目标运行环境的语义和C语言语法语义定义AADL元 模型到C语言的转换规则； 2)根据AADL模型能够获取的所使用的元模型及其语义、步骤1)得到的AADL元模 型到C语言的转换规则制定代码自动生成模板； 3)根据步骤2)得到的代码自动生成模板编写模板转换引擎； 4)输入AADL模型后，自动对输入的AADL模型解析，提取AADL元模型信息，按照步 骤2)中的代码自动生成模板，通过步骤3)得到的模板转换引擎将AADL元模型信息生成C 语言代码。 下面对AADL元模型到C语言的转换规则、AADL元模型到C语言的转换规则制定 代码自动生成模板、模板转换引擎、模板解析分别进行说明： 关于步骤1)中AADL元模型到C语言的转换规则的说明： 生成运行于特定运行环境的C语言应用程序代码时，软件体系结构模型生成应用 软件代码框架，运行时模型则主要考虑调度算法，并生成相应的调度程序。 AADL语言通过自顶向下的方式对系统进行建模，一般可以分为四个层次：最高层 为系统构件，对应一个系统或子系统；一个系统构件包括多个进程构件及连接（用于表达 任务执行的虚拟地址空间）、处理器构件（用于表达调度）以及其它硬件构件（如外设构 件、存储构件、总线构件等）；一个进程构件代表任务的虚拟地址空间，可以执行多个线程 构件或线程组构件及连接（用于表达任务及任务之间的通信），一个线程可以访问子程序 构件，多个线程可以共享访问一个数据构件；线程构件、子程序构件的内部行为可以用行为 附件来表达，用户也可以直接给出源代码。 AADL元模型到C语言的转换规则如下： 步骤1)中AADL元模型到C语言的转换规则包括： 11)AADL数据类型Base_Type生成C语言程序中的h头文件； 12)系统构件不对应具体的可执行代码，仅将系统构件的功能接口转换为函数的 输入参数和输出参数，且将所定义的数据构件转换为C语言程序中的变量定义，系统构件 的名称作命名空间使用； 13)线程构件、线程组构件以及子程序构件对应具体的可执行代码，线程构件、线 程组构当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种AADL到C语言的代码自动生成方法，其特征在于，包括以下步骤：1)根据AADL元模型的语义、目标运行环境的语义和C语言语法语义定义AADL元模型到C语言的转换规则；2)根据AADL模型能够获取的所使用的元模型及其语义、步骤1)得到的AADL元模型到C语言的转换规则制定代码自动生成模板；3)根据步骤2)得到的代码自动生成模板编写模板转换引擎；4)输入AADL模型后，自动对输入的AADL模型解析，提取AADL元模型信息，按照步骤2)中的代码自动生成模板，通过步骤3)得到的模板转换引擎将AADL元模型信息生成C语言代码。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘姝，王晓晗，
申请(专利权)人：北京神舟航天软件技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11