模型代碼生成器系統(tǒng)測(cè)式

1、SystematicTestingofModelBasedCodeGenerats譯文第1頁(yè)622622基于模型的系統(tǒng)的測(cè)試基于模型的系統(tǒng)的測(cè)試代碼生成程序代碼生成程序IngoSturmerMirkoConradHeikoDorrPeterPepper，成員，IEEE摘要：摘要：不象常見(jiàn)命令式程序語(yǔ)言(如C或者ADA)編譯器，維護(hù)了基于模型的代碼生成器生成的構(gòu)件沒(méi)有既定的方法存在盡管在形式驗(yàn)證領(lǐng)域取得進(jìn)展。幾種測(cè)試方法在工程實(shí)踐中處于支

2、配地位。這篇文章為使用在基于模型開發(fā)的代碼生成器描述一個(gè)通用和工具獨(dú)立的測(cè)試體系。我們通過(guò)測(cè)試TargetLink代碼生成程序執(zhí)行的最優(yōu)化評(píng)價(jià)我們的方法的有效性。TargetLink代碼生成器在基于模型自動(dòng)化開發(fā)中是一個(gè)被廣泛地接受和復(fù)雜開發(fā)工具。索引索引術(shù)語(yǔ)術(shù)語(yǔ)測(cè)試和調(diào)試。1緒論緒論汽車的嵌入軟件被開發(fā)方式已經(jīng)改變?？蓤?zhí)行的模型現(xiàn)在被使用在開發(fā)的全部階段，從起初設(shè)計(jì)到到實(shí)現(xiàn)(基于模型的發(fā)展)。用大眾流行圖形建模語(yǔ)言進(jìn)行模型設(shè)計(jì)，象來(lái)自

3、MathWks[1]的SimulinkStateflow。新的方法允許通過(guò)所謂的代碼生成器直接從Simulink和Stateflow自動(dòng)生成可控有效的代碼，象dSPACE[2]的TargetLink或者M(jìn)athWks[3]的實(shí)時(shí)工作室嵌入代碼編碼器。一個(gè)代碼生成器本質(zhì)上是一個(gè)編譯器，它把一個(gè)用圖形建模語(yǔ)言表示的源程序翻譯成象C或者ADA一樣的一個(gè)命令式語(yǔ)言。代碼生成器相當(dāng)?shù)亟档蛙浖?shí)現(xiàn)的努力。也，通過(guò)在模型級(jí)早期的質(zhì)量保證獲得質(zhì)量級(jí)別可

4、以導(dǎo)致高質(zhì)量代碼，提供代碼生成器工作正確。由于這些特征，代碼生成器有一個(gè)強(qiáng)大工業(yè)需求。基于模型代碼生成器與傳統(tǒng)編譯器不同有幾個(gè)方面。1）目標(biāo)語(yǔ)言和源語(yǔ)言兩者都可執(zhí)行的。因此，代碼生成器的可執(zhí)行行為能直接與模型的仿真行為比較。2）模型語(yǔ)言的語(yǔ)義經(jīng)常不是明確的定義。語(yǔ)義可依賴信息的布局（例，位置的狀態(tài)）及內(nèi)部模型設(shè)置（例，塊參數(shù)，數(shù)據(jù)類型的處理）。所以，語(yǔ)義被嵌入在模擬器的解釋算法中［4］。3）特別，象被Simulink定義數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)語(yǔ)言生成

5、器組成一類新的開發(fā)工具。代碼生成器不能簡(jiǎn)單執(zhí)行逐步翻譯從模型分層體系結(jié)構(gòu)到一個(gè)抽象的目標(biāo)語(yǔ)言語(yǔ)法樹。相反，他們必須分析數(shù)據(jù)依賴源于一個(gè)適當(dāng)?shù)挠?jì)算機(jī)序列，這是代碼生成器的精髓。在目前，基于模型的代碼生成器不是同已制定的C或者ADA那樣成熟。代碼生成器的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)是高的，因?yàn)樗麄?)是被一個(gè)相當(dāng)小的開發(fā)團(tuán)隊(duì)使用和2）面對(duì)一個(gè)高效率的技術(shù)革新引起一個(gè)新版本的出現(xiàn)在一個(gè)短周期內(nèi)。因此，一個(gè)正式化代碼生成器正確性的證據(jù)在實(shí)際中是不可實(shí)行的。因此，通

6、過(guò)基于建模工具代碼生成器的使用取得生產(chǎn)效率的提高不能完全開采的。代碼生成器與手工寫代碼一樣必須用同樣昂貴的精力檢查，即使緊張的質(zhì)量度量已經(jīng)花費(fèi)在模型上。這篇論文為基于建模的代碼生成器介紹了一種通用、切合實(shí)際的的測(cè)試方法。該方法大量使用代碼生成器的輸入和輸出是可執(zhí)行的事實(shí)。方法的目的有三點(diǎn)：1）測(cè)試案例的系統(tǒng)來(lái)歷必須在測(cè)試包中執(zhí)行的信心，因此它可以用服務(wù)于驗(yàn)證代碼生成器。2）測(cè)試案例必須能自動(dòng)產(chǎn)生覆蓋高可變的模型。3）測(cè)試包必須能執(zhí)行和自

7、動(dòng)評(píng)價(jià)，處理代碼生成器的快發(fā)布周期。SystematicTestingofModelBasedCodeGenerats譯文第3頁(yè)623623這篇論文的剩余部分的結(jié)構(gòu)如下：第二節(jié)介紹基于模型的代碼生成。第三節(jié)描述了代碼生成器的優(yōu)化。第四節(jié)支撐一個(gè)系統(tǒng)的代碼器測(cè)試?yán)碚摼€索的概要。第五節(jié)通過(guò)一個(gè)例了描述了系統(tǒng)代碼生成器測(cè)試方法。第六節(jié)介紹了從三個(gè)案例獲得測(cè)試結(jié)果第七節(jié)討論了結(jié)果和局限性，和通過(guò)總結(jié)他的貢獻(xiàn)和暗示未來(lái)研究方面結(jié)束論文。圖.1基于

8、模型的代碼生成原理.2.2.基于模型的代碼生成基于模型的代碼生成在基于模型的開發(fā)中，一個(gè)控制算法的實(shí)現(xiàn)通過(guò)模型的逐步求精來(lái)開發(fā)，一個(gè)所謂的的物理模型起源于軟件元件（圖1.左上）的功能需求說(shuō)明書，物理模型捕獲控制算法和依賴于（連續(xù)）輸入信號(hào)和（內(nèi)部或外部）事件的控制功能的描述行為。物理模型有代表性地使用浮點(diǎn)算法（FLP）和被用來(lái)驗(yàn)證關(guān)于在需求說(shuō)明書規(guī)定需求的模型的功能行為。在機(jī)動(dòng)機(jī)工程領(lǐng)域，嵌入式系統(tǒng)被定義作電子控制器(ECUs)。由于硬

9、件資源的限制，ECU需要一個(gè)很小開銷（例，有限或者沒(méi)有抽象）和能有效的利用系統(tǒng)資源的（高級(jí)）編程語(yǔ)言。由于經(jīng)濟(jì)原因，使用在一個(gè)ECU的微處理器是更適宜8，16，或者32位固定點(diǎn)處理器。因此，物理模型不得不被實(shí)現(xiàn)專家手工精煉；例如，功能部分被分配到不同的任務(wù)和用必需的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)增強(qiáng)。而且，用在物理模型的FLP算法是適合嵌入式目標(biāo)處理機(jī)（看[5]詳細(xì)）的固定(FXP)算法。為了保持FXP數(shù)誤差精度盡可能低，固定點(diǎn)的數(shù)據(jù)類型被護(hù)展以適宜伸縮信息