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CODARTS建模方法在嵌入式软件开发中的应用

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

摘要:嵌入式系统的工作环境基础上都是并发和实时的。随着应用需求的增长,嵌入式系统软件不得不变得越来越复杂,越来越庞大。CODARTS方法融入了COBRA方法和DARTS方法的优点,提出了针对并发和实时系统软件的设计方法,为嵌入式软件开发工作提供了一条捷径。本文结合实时检测系统的具体应用,简要介绍CODARTS的实际开发过程。

    关键词:嵌入式系统 CODARTS 并发性 实时性

随着半导体制造行业的迅速发展,微处理器的价格在实际性能大幅度提升的同时却在大幅度降低,使得基于嵌入式处理器和微型计算机系统的实时多任务系统成为解决诸多应用问题的一种高效率、低成本的有效方案。目前,囊括工业、消费电子、医疗、军事等许多方面的产品都是基于嵌入式系统的。随着应用需求的日益增长,嵌入式系统的功能越来越强大,系统体系结构越来越复杂,对系统软件的要求也很自然的“水涨船高”。由于多数嵌入式系统工作在并发性和实时性要求较高的场合,因此,并发和实时嵌入式系统软件设计面临着巨大的挑战。国内外许多专用人士结合嵌入式软件开发的实践经验,针对嵌入式系统软件开发的特点提出了许多有效的解决办法,本文所介绍的CODARTS建模方法就是其中的一种。

1 CODARTS方法概述

CODARTS(Concurrent Design Approach for Real-Time System)方法源自20世纪80年代初,是在解决工业机器人控制系统问题中产生的。其前身为DARTS(实时系统结构设计方法),后来为了解决分布式实时应用程序的需要,融入了采用状态转换图对系统行为特征建模等方法,逐步演化成为CODARTS建模方法。

CODARTS方法是一种通用的设计方法。它借鉴了COBRA(Concurrent Object Based Real-time Analysis)方法对系统进行分析建模的思想,强调将系统分解为多个子系统,并将子系统定义为一组由若干对象和功能支持的服务。在系统划分完成后,CODARTS使用DARTS方法将任务结构化作为工作重点,提供了任务结构化标准帮助确定并发任务、任务间接口,使用事件序列图对整个系统建模,并支持设计方案的性能分析和软件的增量式开发。(范文先生网www.fwsir.com收集整理)

CODARTS方法建模的主要步骤如下:

①开发系统的环境模型和行为模型,使用COBRA方法对问题域进行分析和建模。COBRA方法为依据系统环境图开发环境模型提供了系统分解策略。采用COBRA方法将系统分解成为若干子系统,并且确定子系统中对象和功能以及它们在外事件序列场景 下进行交互的方式。

②应用任务结构化标准确定系统(或子系统)中的并发任务,主要内容包括并发任务的确定、任务间通信以及同步接口的确定。

③应用模块结构化标准确定系统中的信息隐藏模块。信息隐藏模块的思想为尽可能地减少或消除全局变量,把有可能发生的变化信息封装在一个模块内容。

④根据任务划分和信息隐藏模块划分构建软件构架。

⑤定义组建接口规范、以增量方式开发软件。

2 CODARTS应用

下面结合实例介绍如何在具体应用中使用CODARTS进行系统分析和建模。

(1)问题域简要描述

某厂自动化产品检测生产线要求具备的功能是,通过对该产品在各种工作状态中的电压、电流、压力、温度等参数的检测来判断该产品的生产合格情况。其中的智能检测模块为主要设计内容。该检测模块具有可配置的多通路检测;能够和上位PC通过RS485进行通信,根据PC的指令或者本地键盘输入的指令进行系统运行控制、配置参数设定、采样结果上传等;能够支持本地LCD界面显示;根据指令完成手动或者实时自动(按照系统设定时钟间隔)参数采样和结果显示;能够自动进行抗干扰软件处理。

(2)处理环境图

CODARTS方法使用COBRA方法开发系统环境模型。系统环境模型描述了系统运行时所处的外部客观环境,包括系统的输入和输出。其关键问题是确定与系统之间存在接口的外部实体——终端。

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