組件技術(shù)在一類信息物理融合系統(tǒng)中的軟件設(shè)計應(yīng)用研究.pdf

1、信息物理融合系統(tǒng)(Cyber-Physical Systems，CPS)是將計算機信息世界與物理真實世界緊密融合的產(chǎn)物，其核心離不開嵌入式?？梢詫?CPS技術(shù)當(dāng)作對現(xiàn)有嵌入式技術(shù)的完善與優(yōu)化，在某種意思上可以把CPS當(dāng)作新一代嵌入式系統(tǒng)?；诮M件的軟件工程指的是使用組件技術(shù)來實現(xiàn)系統(tǒng)開發(fā)，使用組件進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)能提高開發(fā)效率。目前組件技術(shù)主要還是運用到在PC機中，較少用于CPS環(huán)境里，這是因為 CPS系統(tǒng)本身具有的資源限制和實時性等要求。

2、但隨著 CPS系統(tǒng)復(fù)雜性逐步增加，對系統(tǒng)各方面性能都提出了更高的要求，推動了先進(jìn)的軟件工程思想向CPS領(lǐng)域轉(zhuǎn)移。目前已經(jīng)有大量的研究工作開始關(guān)注信息物理融合系統(tǒng)的組件技術(shù)，特別是在較小且靜態(tài)的配置系統(tǒng)中。
　　SaveCCM(SaveComp Component Model)是瑞典 Malardalen大學(xué)嵌入式系統(tǒng)實驗室所研究SAVE(車輛系統(tǒng)安全鑒定的基于組件的設(shè)計)工程里的一個面向CPS軟件組件模型。本文基于SaveCMM組

3、件模型的原理設(shè)計一個小型信息物理融合系統(tǒng)：自動包裝系統(tǒng)。
　　本文首先根據(jù)自動包裝系統(tǒng)功能和SaveCMM組件模型的設(shè)計原理，給出了自動包裝系統(tǒng)模型整體架構(gòu)，以及每個組件和組件上端口的設(shè)計。這種基于SaveCMM組件模型開發(fā)自動包裝系統(tǒng)的方法可以大大提升系統(tǒng)的開發(fā)效率，提高代碼的可重用性。
　　其次，在SaveCMM組件模型的專屬設(shè)計平臺SaveIDE上完成了自動包裝系統(tǒng)模型。依據(jù)SaveIDE的開發(fā)流程，先給出組件與組件之

4、間通信規(guī)則和互聯(lián)情況，然后使用了時間自動機(Time Automata)描述每個組件的內(nèi)部行為，并且給出時間自動機中參數(shù)與組件端口的映射關(guān)系。由于SaveIDE有一系列自動化的過程，所以在設(shè)計自動包裝系統(tǒng)時候，可以在一定程度上忽視實際的硬件環(huán)境，實現(xiàn)軟件和硬件的相對分離。
　　最后，使用UPPAAL PORT模擬工具對自動包裝模型進(jìn)行模擬運行。根據(jù)UPPAAL PORT語法規(guī)則使用該驗證工具對自動包裝模型基本的邏輯進(jìn)行驗證，并給出