基于UML的嵌入式系统建模及模型验证机制研究

统一建模语言UML在嵌入式系统设计建模中已经获得了广泛的认可，并有很多成功的应用，但UML存在时间约束描述能力不强和所建模型形式化复杂、验证难的问题。针对上述问题，本文提出了使用UML扩展机制对UML状态图进行时间扩展，建立系统状态一约束一事件矩阵来对模型进行形式化描述的方法。该方法解决了UML在嵌入式系统建模时存在的问题。应用实例和实验结果验证了该方法的可行性和有效性。     

基于UML和μC/OS-Ⅱ的嵌入式系统设计

将UML用于μC／OS-Ⅱ的结构描述，进而用于以μC／OS-Ⅱ为实时操作平台的嵌入式系统设计。文中首先建立了μC／OS-Ⅱ的UMI。静态模型，并给出其类图描述的详细分析；然后，以嵌入式文件系统设计为实例，详细分析了利用UML开发基于μC／OS-Ⅱ嵌入式系统的整个过程。实验结果表明：采用UML对于以RTOS为操作平台的32位嵌入式系统复杂设计，是一种构造清晰，易于修改的有效途径。     

嵌入式实时系统的快速开发框架研究

嵌入式实时开发是当今计算机应用研究的热点,该文结合模型驱动架构的系统无关模型和系统相关模型思想,提出了一种基于平台设计的快速开发嵌入式实时系统的方法:首先采用实时应用接口RTAI将嵌入式Linux改造成具有硬实时性能的实时操作系统平台;然后利用Matlab/Simulink/RTW和RTAI-Lab工具对实际系统进行快速化建模、仿真和驱动开发,并自动生成实时的可执行代码;最后将代码加载到嵌入式实时系统.通过倒立摆嵌入式实时控制器系统设计实例说明了这种方法可以有效降低系统设计复杂度,提高嵌入式软件的开发效率.     

嵌入式系统模型驱动设计方法

提出基于模型驱动构架的嵌入式系统模型驱动设计方法．首先建立UMLforSystemC语言元模型，以扩充UML对硬件平台相关模型的描述能力；然后分析模型变换的映射规则；最后基于系统平台结构模型和软硬件划分提供模型变换实现．该方法能自动地生成不同实现的SystemC系统模型，以加速系统设计空间搜索效率。支持嵌入式系统的快速开发和验证．     

UML在实时系统中的应用研究

UML是最广泛使用的面向对象建模语言,是可视化面向对象系统的建模方法.针对嵌入式系统设计和开发的特点,文中描述了一种将时间组件融入到UML建模中的方法,把时间特性从系统中分离出来.用UML对嵌入式实时系统进行面向对象分析与设计,并以冰箱温度平衡器系统为例,建立了需求分析、静态结构模型和动态行为模型,该方法能够有效地提高开发效率、改善设计质量.     

UML在实时系统中的应用研究

UML是最广泛使用的面向对象建模语言,是可视化面向对象系统的建模方法。针对嵌入式系统设计和开发的特点,文中描述了一种将时间组件融入到UML建模中的方法,把时间特性从系统中分离出来。用UML对嵌入式实时系统进行面向对象分析与设计,并以冰箱温度平衡器系统为例,建立了需求分析、静态结构模型和动态行为模型,该方法能够有效地捷高开发效率、改善设计质量。     

基于UML的嵌入式系统模型验证机制的研究

随着嵌入式系统在各个领域的广泛应用,嵌入式系统变得越来越复杂,研究一种支持嵌入式系统从分析、设计、验证到编码这一整个开发过程的模型系统及建模方法变得越来越重要。UML(UnifiedModelingLanguage,统一建模语言)作为面向对象的分析与设计技术的代表,已经获得了广泛的承认,并在多个领域中有成功的应用。然而,UML是一种符号化语言系统,其语义采用自然语言描述,没有完全形式化,无法精确和严格地描述模型的行为从而实现模型的验证。为了解决这个问题,文章提出了一种用于嵌入式系统UML模型验证的方法,其核心是可执行(Executable)UML,它是UML的增强性子集,采用与UML相同的符号表示法,并集成了状态图(StateChart)所用的形式化语义定义。嵌入式系统的UML模型经过语义分析能够很方便地生成可执行UML模型,并实现系统模型的验证。     

UML在嵌入式系统设计中的应用

介绍了UML及将UML应用于嵌入式系统设计中的作用和意义;分析了在嵌入式系统设计中应用UML的基本步骤和难点;结合车载GPS终端系统的设计,描述了一个UML的具体应用过程。     

基于UML的嵌入式建模方法改进策略研究

统一建模语言UML(unified modeling language)在嵌入式系统设计建模中已经获得了广泛的承认,有很多成功的应用.但UML在嵌入式建模中存在时间约束描述能力不强和所建模型形式化复杂、验证难及模型重用性不高等问题.针对这些问题提出了一种改进策略:定义实时语义和映射规则,建立实时描述模式模板,使用模板中实时描述模式描述时间约束信息.改进后的方法能可视化地分析模型、纠正错误和简单地进行形式化转换,能利用支撑工具对模型进行验证,较好地解决了UML在嵌入式系统建模中存在的问题.     

将扩展UML与Petri网应用在嵌入式系统设计中的研究

随着嵌入式系统的不断发展,传统的嵌入式开发已经远远不能适应新的要求,需要借助UML强大的系统设计能力来解决效率低下的问题,但是标准UML在多系统级任务并发,任务之间同步、系统仿真以及实时性方面没有提供足够的支持,很难直接应用到嵌入式系统的设计中.本文研究了一种将时间约束Petri网和扩展UML相结合的方法,通过利用Petri描述异步性和并发性的能力来扩展UML的构造型和流程图,通过将UML转化为Petri图,进而可以利用Petri强大的理论体系来验证UML的正确性.     

使用UML对μC/OS-II建模与分析

使用统一建模语言（UML）对嵌入式实时操作系统C/OS-II做静态建模和动态建模,进而利用UML的可视化模型来描述和分析C/OS-II的系统结构和工作机理。通过UML静态建模,为基于C/OS-II的嵌入式系统设计,提供了一个运用面向对象技术的框架;通过UML动态建模,详细分析了嵌入式实时操作系统（ERTOS）的关键方面,包括实时内核的调度机理、优先级反转问题及其解决办法等。     

A model-driven engineering framework for embedded systems design

This work presents a Model-Driven Engineering (MDE) framework to improve embedded system design. The framework adopts concepts from MDE for the automatic generation of a control and data flow internal representation, starting from the functional specification of an embedded application described using UML class and sequence diagrams. By means of transformations rules applied on the UML model of the embedded system, an MOF-based (Meta Object Facility is a standard representation for meta-models and models proposed by OMG) internal representation is automatically obtained, which is iteratively mapped into a hardware/software implementation by means of model transformations. This mapping is optimized by a design space exploration (DSE) method based on a categorical graph product. The model transformations have also as input a platform model, which specifies the available hardware, software and interface resources, and produce an implementation model, on which software synthesis, communication synthesis and high-level synthesis algorithms are applied to generate the final implementation. A case study is described to illustrate the application of the framework.     

面向嵌入式软件开发的UML到Simulink模型转换方法

模型驱动开发及其关键技术模型转换是近年来软件工程领域研究的热点。在嵌入式软件开发早期,不仅需要对设计模型进行静态分析,更需要对其进行动态仿真,验证系统设计的正确性。如何把设计模型和仿真模型无缝连接起来是工业部门亟待解决的问题。深入调研了UML和Simulink模型转换研究现状,详细分析了模型驱动开发中模型转换的相关技术,提出了一种UML到Simulink的模型转换方法,设计了UML元模型、Simulink元模型,撰写了UML元模型到Simulink元模型的映射规则。最后选取自动驾驶仪系统的飞行控制软件作为案例,验证了该方法的正确性。该方法能实现UML和Simulink两种异构模型同构化,提高嵌入式软件开发效率,丰富并且完善模型驱动开发,也为飞行控制系统、高速铁路控制、机载航电系统等嵌入式软件开发提供了技术支持。     

基于SSH架构的物业管理系统的设计与实现

为了实现Internet技术与小区物业管理的有机结合,加快物业管理的信息化进程,开展多元信息服务与物业管理综合一体的物业服务。以某物业公司为例,分析其工作业务,结合UML建模思想,完成了公告管理、车位管理、报修管理、业主信息管理等相关功能模块的需求分析。系统采用B/S设计模式,应用Struts、Hibernate和Spring(SSH)三层架构技术,选用My SQL数据库管理系统进行数据管理,利用My Eclipse集成开发平台实现系统开发。     

UML建模的嵌入式系统开发方法研究

介绍了嵌入式系统的特点,总结了开发嵌入式系统所要解决的关键问题,论证了使用UML开发嵌入式系统的可行性,并给出了一个在Rhapsody开发环境下使用UML开发嵌入式系统的实例.实例证明,使用UML开发嵌入式系统能够缩短开发周期,提高软件质量,降低测试成本.     

UML嵌入式系统设计

UML是当今最流行的标准建模语言,嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础的专用计算机系统,是软件和硬件的综合体;而嵌入式系统设计的好坏是数字商品成功荫关键。本文重点讨论UML建模中重要的概念,以及如何在嵌入式系统设计中使用UML OOD建模技术,并结合实例“微波炉小灯”演示采用UML的嵌入式系统设计过程。     

Model transformations in the UPES/UPSoC development process for embedded systems

Model-based development (MBD) aims at combining modeling languages with model transformers and code generators. Modeling languages, like profiles of the Unified Modeling Language (UML), are increasingly being adopted for specific domains of interest to alleviate the complexity of platforms and express domain concepts effectively. Moreover, system development processes based on automatic model transformations are widely required to improve the productivity and quality of the developed systems. In this paper, we show how MBD principles and automatic model transformations provide the basis for the unified process for embedded systems (UPES) development process and its unified process for system-on-chip (SoC) (UPSoC) subprocess. They have been defined to foster in a systematic and seamless manner a model-based design methodology based on the UML2 and UML profiles for the C/SystemC programming languages, which we developed to improve the current industrial system design flow in the embedded systems and system-on-chip area. This work is supported in part by the project Model-driven methodologies and techniques for embedded systems design and analysis based on UML, Abstract State Machines, and SystemC at STMicroelectronics, AST R&I of Agrate Brianza (MI), Italy.     

基于MDA的汽车嵌入式软件系统架构设计

为了高效管理愈来愈复杂的车辆电子、软件系统,并且在确保产品及服务质量的同时,提高成本效率,以统一建模语言(UML)和系统建模语言(SysML)为基础,参照汽车开放系统架构(AUTOSAR),提出一种基于模型驱动架构的汽车嵌入式软件开发方法,并以汽车引擎点火和敲打控制系统为例进行描述.性能分析表明,该方法缩短了汽车嵌入式软件开发周期,降低了开发成本.     

UML嵌入式系统设计

UML是当今最流行的标准建模语言,嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础的专用计算机系统,是软件和硬件的综合体;而嵌入式系统设计的好坏是数字商品成功的关键。本文重点讨论UML建模中重要的概念,以及如何在嵌入式系统设计中使用UMLOOD建模技术,并结合实例微波炉小灯演示采用UML的嵌入式系统设计过程。