飛凌嵌入式教程視頻百度網(wǎng)盤_基于UML 的嵌入式系統(tǒng)模型驗證技術的研究

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統(tǒng)一建模語言UML 在嵌入式系統(tǒng)設計建模中已經(jīng)獲得了廣泛的認可，能對復雜嵌入式系統(tǒng)建模，并有很多成功的應用，但UML 是一種半形式化語言，存在時間約束描述能力不強和所建模型形式化復雜.驗證難度大等問題.針對上述問題，本文提出了采用實時UML 對嵌入式系統(tǒng)UML 狀態(tài)圖進行建模；然后用狀態(tài)- 約束- 事件矩陣方法來對模型進行形式化描述；最后利用SPIN 對模型進行驗證.該方法解決了UML 在嵌入式系統(tǒng)建模和形式化驗證過程中出現(xiàn)的問題，應用實例和結果證明了該方法的有效性和可行性.

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隨著對嵌入式系統(tǒng)復雜性和應用需求的無限增加，其系統(tǒng)軟件開發(fā)的工作量劇增.統(tǒng)一建模語言UML 已在嵌入式系統(tǒng)建模中得到廣泛應用.UML 能夠直觀易懂的描繪出系統(tǒng)的需求.功能.結構及相應的行為，另外，使用UML 有助于企業(yè)相互交流，克服溝通障礙.

然而在該領域還存在一定問題，首先UML 對時間約束描述能力不強；其次UML 為非形式化語言，其所建模型形式化轉(zhuǎn)換復雜.目前已有解決辦法： 使用UML 的擴展機制；使用分析模式.然而擴展機制是建模人員自己定義的，容易增加UML 整體的復雜性；形式化轉(zhuǎn)換復雜，需要特殊工具支撐.

為了更好的解決上述問題，論文采用實時UML 對嵌入式系統(tǒng)建模； 狀態(tài)- 約束- 事件矩陣方法對模型進行形式化描述；最后利用SPIN 對模型進行分析和驗證.

1 實時UML 描述嵌入式系統(tǒng)

1.1 實時UML 概述

實時UML 主要由Rational 公司開發(fā).它合并了UML?角色建模.ROOM 中的概念，開發(fā)出一個新的.比較完善的可用于復雜實時系統(tǒng)建模的標準.實時UML 中主要引入三個概念.

端口：隨著膠囊事例的創(chuàng)建.消亡而同步運作.

連接器：基于特定協(xié)議的信號傳遞通路.

膠囊：表示復雜實時系統(tǒng)中的主要結構元素.

1.2 UML 實時狀態(tài)圖的形式語義

實時狀態(tài)圖D = （A,T,F,G,Time,aL ,aF ）.其中 A:有限狀態(tài)集 ;T :有限轉(zhuǎn)移集；F ∈（A×T）∪（T×A）是流關系 ;G（t） :條件表達式 ;Time :某個狀態(tài)最遲完成的時鐘時間 ;a L ∈A :初始狀態(tài)，a F ∈A:終止狀態(tài) ;只有一個轉(zhuǎn)移 t 滿足 （ a L, t）∈ F;對于任何：

  

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為實時狀態(tài)圖D 中的超時事件加入時間約束：對于集合T中的任意元素t,若G （t） 為真，與t 相對應的截止期為d（t）=2?

對于所有進入狀態(tài)t<b（t） 的轉(zhuǎn)移，加入時鐘約束（x=0） ;對于所有的從該狀態(tài)出發(fā)的轉(zhuǎn)移，加入時鐘約束（x<2）.

2 模型驗證工具SPIN

2.1 SPIN 概述

SPIN 主要包括模型仿真器和模型分析器兩個主要功能：模型仿真器可以快速對所建立的系統(tǒng)模型進行仿真；模型分析器可以嚴格地驗證用戶提出的正確性要求是否被滿足.SPIN 作為一種形式化自動驗證工具，目的是提供：

2.1.1 建模語言PROMELA: 直觀地描述系統(tǒng)規(guī)約；

2.1.2 功能強大而簡明的邏輯表示法LTL ;

2.1.3 可驗證系統(tǒng)建模邏輯一致性及系統(tǒng)是否滿足所要驗證性質(zhì).

2.2 線性時序邏輯LTL

SPIN 用線性時序邏輯LTL 性質(zhì)描述系統(tǒng)的性質(zhì).采用線性.離散.與自然數(shù)同構的時間結構.以狀態(tài)序列作為命題的論斷對象.用線性時序邏輯公式在狀態(tài)序列上解釋其真值.語法可遞歸定義如下：

定義1 :命題常元{true , false} 和原子命題變元{p,q,…}

是線性時序邏輯公式.

定義2 :如果p 和q 是線性時序邏輯公式.則p（sometimes） p∪q（until） p ∨ q（or），p ∧ q（and） 非p（not）/ p（always） Xp（next）也是線性時序邏輯公式.

2.3 基本數(shù)據(jù)結構

在SPIN 中基本數(shù)據(jù)結構有：狀態(tài)矢量，棧深度優(yōu)先和已搜狀態(tài)：

暴走小惡魔

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wangbo411326

這個板子不錯的玩過了