ITPub博客

首页 > Linux操作系统 > Linux操作系统 > 在 IBM Rational Systems Developer 中进行 AUTOSAR 系统建模

在 IBM Rational Systems Developer 中进行 AUTOSAR 系统建模

原创 Linux操作系统 作者:myattitude 时间:2009-04-14 14:14:21 0 删除 编辑

AUTOSAR 系统建模

AUTOSAR 已经指定了其自己的 DSL,允许汽车工程师以熟悉的方式对车辆的电力和电子系统进行建模。该语言有四个主要部分,它们称为模板。它们是:

  • 并入虚拟功能总线(Virtual Functional Bus,VFB)概念和行为的软件组件(Software Component,SW-C)
  • 硬件描述的电子控制单元(Electronic control unit,ECU)
  • 用于 ECU 拓扑,和将逻辑组件映射为物理组件的系统
    • 取决于 SW-C 和 ECU 模板
  • 用于描述基本软件配置的 ECU 配置

此外,已经指定了一个描述使用磨边描述、构建,和配置 ECU 的过程的方法。

本部分探究了用于 AUTOSAR 系统建模的统一建模语言(Unified Modeling Language,UML)的可用性,以及将要面临的可能挑战。

AUTOSAR 系统的基于 UML 的建模

Rational Systems Developer 中的 AUTOSAR 建模支持探究了从 AUTOSAR 元模型 2.1 到 UML 2.1 的可能映射。对于一些模板,在这两个领域之间存在很好的重叠。利用 UML 和概要文件的 AUTOSAR 系统开发已经在 Rational Systems Developer 中实现了。它有许多优点,因为您可以容易地使用 IBM® Rational® Software Modeler 提供的图和分析支持。

图 1 显示了利用带有 AUTOSAR 概要文件的 UML 结构图的 VFB 视图。


图 1. 利用 UML 的 AUTOSAR 系统建模
左边是树型视图,右边是模型

Rational Systems Developer 的 AUTOSAR 建模支持允许您创建用于创建模型元素的定制的菜单(如图 2 中所示的那些),这意味着您可以直接创建 AUTOSAR 原型化的 UML 元素。您可以使用 UML 类或结构图来对 AUTOSAR 软件组件建模,并且对 ECU 建模(在某种程度上)。您可以很好地利用 UML 结构图获得软件组件的 VFB 结构。


图 2. 创建 AUTOSAR 原型化的 UML 对象
菜单命令

UML 的局限性

虽然您可以利用 UML 来捕获 AUTOSAR 建模的一些方面(像软件组件模板),但是其他 AUTOSAR 模板(像 ECU 或 System 模板)不能完全地用 UML 建模,如图 3 所示。这生成了 AUTOSAR 领域专用建模的需求。下一个部分将讨论为 AUTOSAR 领域专用问题的建模而设计的 DSL 工具。


图 3. UML 2.1 与 AUTOSAR 2.1 模板如何重叠
部分重叠的椭圆的图 

AUTOSAR 领域专用语言工具

如前面部分中讨论的,只有 UML 不足以捕获 AUTOSAR 建模的每个方面。这引发了在建模工具中增加领域专用建模(domain-specific modeling,DSM)支持的需求。DSL 是要执行 DSM 的领域的底层模型,并且一般以元模型形式获取。AUTOSAR 元模型可以利用 Eclipse 建模框架(Eclipse Modeling Framework,EMF)实现。根据 Rational Systems Developer 设计的 DSL 利用 ecore 模型提供领域专用的建模支持,直接从主 AUTOSAR 元模型生成。

EMF 持久层

作为 AUTOSAR 标准的一部分,模型文件格式是基于一组联系到元模型的持久规则而定义的。EMF 原本不支持这种 AUTOSAR 专用的格式或 schema,因此,需要定制的 EMF ResourceManager。致力于 eclipse 的许多组织正在构建相同的持久功能,因此有人正在试图将这个部分标准化。这种工作的一个实例是开放工具框架(Open Tool Framework,OTF)。图 4 显示了用于创建 AUTOSAR DSL 模型的 Rational Systems Developer 的项目浏览器的集成。


图 4. AUTOSAR DSL 工具
树型视图中的工具

对于创建 AUTOSAR 领域元素的菜单支持(如图 5 所示)让您有领域专用的建模体验,这帮助您避免 UML 原型的混乱和其中涉及的复杂性。您可以在此进行任何 AUTOSAR 模板的详细设计,要不然,只利用基于 UML 的建模支持是不可能的。


图 5. 创建 AUTOSAR 领域模型
菜单命令

定制化的视图

您可以利用 Rational Systems Developer 中对 AUTOSAR 的领域专用建模的支持来创建详细且复杂的模型。有时候,通过大型模型导航并找到一个对象和另一个之间的关系是一个难题。

对于 AUTOSAR 的一个这样的问题是包含其他软件组件的软件组件。在 AUTOSAR 中定义包含许多软件组件的复合的软件是可能的。复合的软件对象可以用作组件软件对象,这些可以进一步组合形成其他复合的类型。仅仅通过模型导航很难追踪这类层次关系。因此,图 6 中显示的 Hierarchical View 用于获取软件组件的层次结构。它允许您通过软件组件的层次导航,因而让您更好地观察软件到 ECU 映射。


图 6. Hierarchical 视图
树型视图中的模型信息

它还用于查看按照类型分组的模型对象。如果您知道对象的分类或类型,它可以帮助确定并定位模型对象。Category View(如图 7 所示)实现此目的。这些定制的视图已经扩展为支持 AUTOSAR UML 模型。您可以根据原型来对元素分类,并且还可以显示软件组件的包含结构。


图 7. Category 视图
树型视图中的模型信息

AUTOSAR DSL 对象可视化

不像 UML 标准那样,AUTOSAR 不提供对建模的任何图支持。Rational Systems Developer 中对 AUTOSAR 系统的领域专用建模的支持克服了这个缺陷,利用 IBM Rational 的 MMI 框架的可视化概念,使用一些其他领域的标记元素帮助可视化一个领域的元素。AUTOSAR 的源领域需要映射到 UML 的目标领域,这依赖于您需要如何可视化领域专用的对象。

部分利用 UML 类图来将一些 AUTOSAR 元素(软件组件、客户端/服务器和发送者/接收者接口,等等)可视化为类。图 8 显示被可视化为类图中的类的元素。对于一些 AUTOSAR 元素,尽管它们可以被可视化为类,但是方法部分或属性部分(或两者)都没有传达任何内容。UML 标记元素可以定制为使之适应领域专用的需求。


图 8. AUTOSAR 类图
左边是图类型,右边是接口

VFB for AUTOSAR Software Component(ASC)—— 在抽象层次上定义 ASC 之间通过端口的交互 —— 可以用 UML 2.1 结构图用图解法获取。图 9 显示了对于一个 ASC(RainSensing)的结构图。软件组件之间通过端口的交互已经被获取为汇集和委托连接器。


图 9. AUTOSAR 结构图
带有图的选项卡

ASC 的行为建模需要安排 RunnableEntities(它是可以直接转换为代码的系统的组件)。RunnableEntities 的执行安排不可能用现有的 UML 图适当地获得。利用图形建模框架(Graphical Modeling Framework,GMF)的领域专用的图用于提供对 ASC 行为建模的基于图的支持。该图(如图 10 所示)帮助指定 RunnableEntity 读取或写入的数据元素。Properties 视图支持帮助安排 RunnableEntity 的执行事件。


图 10. AUTOSAR 内部行为图
带有图的选项卡

DSL 模型到 UML 模型的双向转换

如之前讨论的,您可以利用 UML 对一些 AUTOSAR 模板建模,但在 DSL 工具中需要更多详细的设计。有了 Rational Systems Developer 中的 UML 建模支持,您(作为系统工程师)可以开始利用 UML 进行高层设计。然而,当提到详细的设计时,您需要将模型转换为 DSL 模型。

Rational Systems Developer 上的 DSL 工具提供模型到模型的转换支持,能够让您将 UML 模型(带有 Profile)转换为 DSL 模型。该转换支持一组来自 AUTOSAR 的元素的子集。同样也支持从 DSL 到 UML 的逆转换(带有引信功能),以便在任何阶段您都可以将 DSL 模型转换为 UML 模型。图 11 显示了转换配置,其中 UML 模型设置为源,AUTOSAR 模型设置为目标。该方法应该带来以下优点:

  • 提供在选择的领域中建模的灵活性
  • 利用两种领域的好处

图 11. UML to AUTOSAR Transformation 的 TC
左边是源,右边是目标 

来自 “ ITPUB博客 ” ,链接:http://blog.itpub.net/14780914/viewspace-588978/,如需转载,请注明出处,否则将追究法律责任。

请登录后发表评论 登录
全部评论

注册时间:2008-07-07

  • 博文量
    172
  • 访问量
    333484