專利名稱：：車載分布式控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助開發(fā)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助開發(fā)方法，更具體地說是涉及一種基于模型驅(qū)動(dòng)的體系結(jié)構(gòu)的主要用于車載分布式控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助開發(fā)方法。
背景技術(shù)：
：分布式控制系統(tǒng)是相對(duì)于集中式控制系統(tǒng)而言的一種新型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，它在工業(yè)領(lǐng)域中也起著越來越大的作用，尤其在車載控制系統(tǒng)方面，優(yōu)良的實(shí)時(shí)性、可靠性和高的性價(jià)比正是車載分布式控制系統(tǒng)的突出優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)代汽車上采用了越來越多的電子控制技術(shù)，并且各電子控制單元之間通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換組成所謂的車載分布式控制系統(tǒng)。分布式控制系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)成為現(xiàn)代汽車電子控制技術(shù)的重要組成部分。車載電子控制單元，特別是車載分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，具有很多特有的問題，比如在線匹配標(biāo)定、系統(tǒng)集成調(diào)試、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議制定和實(shí)現(xiàn)等。一方面，針對(duì)這些問題，各開發(fā)團(tuán)隊(duì)的解決方案差別很大，互相之間的技術(shù)方案不能通用；另一方面，在某些領(lǐng)域或開發(fā)階段尚缺少合理的技術(shù)手段保證開發(fā)的質(zhì)量和效率。因此存在這樣的需求，將計(jì)算機(jī)輔助開發(fā)技術(shù)應(yīng)用于車載分布式控制系統(tǒng)的開發(fā)過程，將開發(fā)過程進(jìn)行規(guī)范化。車載分布式控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助開發(fā)的核心問題主要有兩個(gè)分布式控制系統(tǒng)的靜態(tài)描述和動(dòng)態(tài)描述。前者著重解決分布式控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)性描述問題，而后者主要討論系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為描述和表達(dá)。結(jié)構(gòu)性描述一般包括分布式控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的邏輯接口特征、網(wǎng)絡(luò)的通訊協(xié)議等方面內(nèi)容。系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為描述則包括分布式控制算法、網(wǎng)絡(luò)管理算法、控制節(jié)點(diǎn)的邏輯狀態(tài)轉(zhuǎn)換特性等行為描述。目前對(duì)分布式控制系統(tǒng)的靜態(tài)描述主要是以德國(guó)Vector公司為代表的一些處于技術(shù)領(lǐng)先地位的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但一個(gè)業(yè)界公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)模型一直沒有形成。相對(duì)靜態(tài)結(jié)構(gòu)描述，對(duì)分布式控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為的描述更加顯得不夠充分，和嵌入式軟件開發(fā)工作類似，各開發(fā)團(tuán)隊(duì)根據(jù)各自理解按照自身背景選擇自己喜歡的文檔描述方式表達(dá)控制策略和邏輯，其突出問題是技術(shù)方案不具有互換性和通用性，難以推廣到更大的范圍，并且很難直接用于計(jì)算機(jī)輔助開發(fā)。以現(xiàn)有CAN總線控制系統(tǒng)開發(fā)過程為例，現(xiàn)在的開發(fā)實(shí)施過程一般是，首先通過文本文檔對(duì)網(wǎng)絡(luò)規(guī)范和協(xié)議進(jìn)行描述，然后通過手工編程加以實(shí)現(xiàn)。該方法的主要問題是，效率低且容易引起歧義，更主要的是沒有給出統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式，無(wú)法在整個(gè)總線協(xié)議實(shí)施過程中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的電子數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和交換。針對(duì)上述問題，個(gè)別研究團(tuán)體采用數(shù)據(jù)庫(kù)方式描述網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，這種解決方案在可讀性和人機(jī)交互方面有很大進(jìn)步，但仍存在一些技術(shù)缺陷首先，數(shù)據(jù)庫(kù)不開放，要用專門的軟件工具對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行讀取和修改，可互換性差；其次，可擴(kuò)展性差，必須編制專門的軟件工具才能實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展功能，如自動(dòng)格式轉(zhuǎn)換、自動(dòng)應(yīng)用到特定平臺(tái)、自動(dòng)創(chuàng)建和修改等，限制了該方法在更大的范圍內(nèi)的推廣應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)車載分布式控制系統(tǒng)開發(fā)中存在的上述問題，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提出一種整體的車載分布式控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助開發(fā)方法，該方法參照面向?qū)ο髴?yīng)用的基本思想，對(duì)分布式系統(tǒng)進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)描述與建模，在建立系統(tǒng)的動(dòng)靜態(tài)模型后，統(tǒng)一模型的機(jī)讀數(shù)據(jù)格式，將計(jì)算機(jī)輔助開發(fā)技術(shù)引入到開發(fā)工作的各個(gè)階段和層面，保證開發(fā)工作的質(zhì)量和效率。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案一種車載分布式控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助開發(fā)方法，該方法基于模型驅(qū)動(dòng)的體系結(jié)構(gòu)，其步驟包括首先基于UML建模語(yǔ)言建立車載分布式控制系統(tǒng)的抽象數(shù)學(xué)模型，該抽象數(shù)學(xué)模型同時(shí)包括了對(duì)分布式控制系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)描述和動(dòng)態(tài)行為描述；然后，根據(jù)所建立的UML模型語(yǔ)義規(guī)范建立針對(duì)應(yīng)用的協(xié)議數(shù)據(jù)交換的XML文檔；最后，將上述易于數(shù)據(jù)交換的XML文檔作為統(tǒng)一數(shù)據(jù)交換數(shù)據(jù)源，用于開發(fā)車載分布式控制系統(tǒng)的基于統(tǒng)一數(shù)據(jù)源的各種計(jì)算機(jī)輔助分析、設(shè)計(jì)和測(cè)試軟硬件工具。所述的基于UML建模語(yǔ)言建立車載分布式控制系統(tǒng)的抽象數(shù)據(jù)模型包括建立面向?qū)ο蟮乃膶芋w系結(jié)構(gòu)，首先產(chǎn)生“協(xié)議語(yǔ)義模型”(PSchema)、“可視化語(yǔ)義模型”(GSchema)和“分布式控制系統(tǒng)開放過程模型”(OPM)三類M1層模型，其中“協(xié)議語(yǔ)義模型”進(jìn)一步具體實(shí)例化為M0層的“分布式控制系統(tǒng)互換數(shù)據(jù)”(DDX)；“可視化語(yǔ)義模型”進(jìn)一步具體實(shí)例化為M0層的“分布式控制圖形界面交換數(shù)據(jù)”(DGX)，DGX是一種與設(shè)備無(wú)關(guān)的基于SVG的控制系統(tǒng)用戶圖形接口描述方法；“分布式控制系統(tǒng)開放過程模型”進(jìn)一步實(shí)例化為M0層的“過程模型對(duì)象”(PMO)，PMO對(duì)邏輯和時(shí)序關(guān)系的描述構(gòu)成了所述車載分布式控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助開發(fā)方法中的算法邏輯和流程平臺(tái)無(wú)關(guān)表述。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明將面向?qū)ο髴?yīng)用開發(fā)技術(shù)UML“統(tǒng)一建模語(yǔ)言”引入到車載分布式控制系統(tǒng)的開發(fā)過程中，也將軟件工程中通用的做法和先進(jìn)的開發(fā)思想納入進(jìn)來，這使得在車載分布式控制系統(tǒng)的開發(fā)過程中，開發(fā)人員有了一個(gè)規(guī)范的開發(fā)步驟和相應(yīng)的必要計(jì)算機(jī)輔助工具，不僅可以提高個(gè)人的開發(fā)質(zhì)量和效率，同時(shí)為不同開發(fā)團(tuán)隊(duì)之間的數(shù)據(jù)和信息交換定義了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。本發(fā)明提出了DDX和DGX結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)描述的概念，使得開發(fā)過程中統(tǒng)一數(shù)據(jù)交換成為可能。另外，本發(fā)明提出OPM的概念，不論是針對(duì)測(cè)試和調(diào)試應(yīng)用還是嵌入式節(jié)點(diǎn)代碼實(shí)現(xiàn)，OPM可以將邏輯和時(shí)序模型與目標(biāo)算法實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一起來，為算法代碼自動(dòng)生成奠定了基礎(chǔ)。綜上，本發(fā)明提出的一種車載分布式控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助開發(fā)方法，建立了車載分布式控制系統(tǒng)的動(dòng)靜態(tài)模型，建立了所述模型的統(tǒng)一機(jī)讀數(shù)據(jù)格式，將計(jì)算機(jī)輔助開發(fā)引入到開發(fā)工作的各個(gè)階段和層面，提高了開發(fā)工作的質(zhì)量和效率。圖1是遵循OMG四層體系結(jié)構(gòu)的建模方法流程圖；圖2是統(tǒng)一數(shù)據(jù)交換模型和基于模型的應(yīng)用開發(fā)實(shí)施流程圖；圖3是分布式控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議制定和發(fā)布實(shí)施流程圖；圖4是測(cè)量、標(biāo)定、診斷及測(cè)試與驗(yàn)證平臺(tái)相關(guān)模型的實(shí)施流程圖；圖5是一個(gè)算法實(shí)現(xiàn)和自動(dòng)代碼生成的流程圖。具體實(shí)施例方式與本發(fā)明密切相關(guān)的兩項(xiàng)技術(shù)現(xiàn)有技術(shù)是UML和XML技術(shù)。在包括車載控制器軟件在內(nèi)的軟件開發(fā)領(lǐng)域，“統(tǒng)一建模語(yǔ)言”(UnifiedModelingLanguage，簡(jiǎn)稱UML)得到越來越多的認(rèn)可和運(yùn)用。UML是由OMG(ObjectManagementGroup)提出的模型驅(qū)動(dòng)體系結(jié)構(gòu)的一個(gè)核心技術(shù)，它是一種定義良好、易于表達(dá)、功能強(qiáng)大且普遍適用的面向?qū)ο蟮慕y(tǒng)一建模語(yǔ)言，是第三代用來為面向?qū)ο箝_發(fā)系統(tǒng)的產(chǎn)品進(jìn)行說明、可視化、編制文檔和自動(dòng)代碼生成的方法。UML是由圖和元模型組成的，圖是UML的語(yǔ)法，而元模型則給出了圖的意思，即UML的語(yǔ)義。UML提供了各種圖形，比如用例圖、類圖、順序圖、協(xié)作圖、狀態(tài)圖等分別用于不同的描述角度，來把這些模型元素及其關(guān)系可視化，讓人們可以清楚容易地理解模型?；赨ML開發(fā)了許多可用UML建模軟件系統(tǒng)，利用這些工具，我們可以建立用UML描述的軟件系統(tǒng)的模型，而且可以自動(dòng)生成和維護(hù)C++、Java、VB、Oracle等語(yǔ)言和系統(tǒng)的代碼。這就為我們根據(jù)模型實(shí)現(xiàn)車載分布式控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)提供了可能。XML是一種元標(biāo)記語(yǔ)言，所謂“元標(biāo)記”就是開發(fā)者可以根據(jù)自己的需要定義自己的標(biāo)記。“使標(biāo)記對(duì)人和機(jī)器都可讀”是XML的本質(zhì)，這也是本發(fā)明采用XML的原因，即提供了一種結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)描述。將XML應(yīng)用于特定領(lǐng)域的基本步驟是首先，定義一套該領(lǐng)域?qū)Ｓ玫耐陚涞脑~匯表，該詞匯表既可以作為該領(lǐng)域內(nèi)數(shù)據(jù)交換的基本標(biāo)準(zhǔn)格式，不同團(tuán)隊(duì)之間的信息和開發(fā)系統(tǒng)又可以基于此實(shí)現(xiàn)最大限度的重用。目前在很多領(lǐng)域已經(jīng)形成了一些權(quán)威的詞匯表用于電子數(shù)據(jù)交換，比如用于2維矢量圖描述的SVG(ScalarVectorGraphics)，用于化學(xué)領(lǐng)域的CML(ChemicalMarkupLanguage)，用于數(shù)學(xué)公式表述的MathML(MathematicalMarkupLanguage)，用于多媒體數(shù)據(jù)交換的SMIL(SynchronizedMultimediaIntegrationLanguage)等。本發(fā)明有三個(gè)主要步驟，一種車載分布式控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助開發(fā)方法，該方法基于模型驅(qū)動(dòng)的體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，其步驟包括首先基于UML建模語(yǔ)言建立車載分布式控制系統(tǒng)的抽象數(shù)據(jù)模型，該抽象數(shù)據(jù)模型同時(shí)包括了對(duì)分布式控制系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)描述和動(dòng)態(tài)行為描述，靜態(tài)建模是在對(duì)車載分布式控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)做深入分析的基礎(chǔ)上，建立其UML類圖描述的數(shù)據(jù)模型，隨后將UML表述為指導(dǎo)XML文檔生成的XML語(yǔ)義表(XMLSchema)，而動(dòng)態(tài)行為描述(或稱建模)主要利用UML的類圖、用例圖、狀態(tài)機(jī)圖、順序圖、協(xié)作圖等描述分布式控制算法的邏輯和流程；然后，根據(jù)所建立的UML模型語(yǔ)義定義針對(duì)應(yīng)用的協(xié)議數(shù)據(jù)交換的XML文檔；最后，將上述易于數(shù)據(jù)交換的XML文檔作為統(tǒng)一數(shù)據(jù)交換數(shù)據(jù)源，用于開發(fā)車載分布式控制系統(tǒng)的基于模型的各種計(jì)算機(jī)輔助分析、設(shè)計(jì)和測(cè)試軟硬件工具。所述的基于UML建模語(yǔ)言建立車載分布式控制系統(tǒng)的抽象數(shù)據(jù)模型包括建立面向?qū)ο蟮乃膶芋w系結(jié)構(gòu)，首先產(chǎn)生“協(xié)議語(yǔ)義模型”(PSchema)、“可視化語(yǔ)義模型”(GSchema)和“分布式控制系統(tǒng)開放過程模型”O(jiān)PM三類M1層模型，其中“協(xié)議語(yǔ)義模型”進(jìn)一步具體實(shí)例化為M0層的“分布式控制系統(tǒng)互換數(shù)據(jù)”DDX；“可視化語(yǔ)義模型”進(jìn)一步具體實(shí)例化為M0層的“分布式控制圖形界面交換數(shù)據(jù)”DGX，DGX是一種與設(shè)備無(wú)關(guān)的基于SVG的控制系統(tǒng)用戶圖形接口描述方法；“分布式控制系統(tǒng)開放過程模型”進(jìn)一步實(shí)例化為M0層的“過程模型對(duì)象”PMO，PMO對(duì)邏輯和時(shí)序關(guān)系的描述構(gòu)成了所述車載分布式控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助開發(fā)方法中的算法邏輯和流程平臺(tái)無(wú)關(guān)表述。本發(fā)明的建模過程嚴(yán)格遵循OMG提出的基于模型開發(fā)的四層體系結(jié)構(gòu)，如圖1所示，元-元模型層(M3)的MOF和元模型層(M2)的UML是既有模型，而本發(fā)明的建模工作主要集中在模型層(M1)和對(duì)象層(M0)。模型層(M1)的建模工作采用M2層的UML語(yǔ)言類圖表述被研究對(duì)象，即車載分布式控制系統(tǒng)，的行為特征，本發(fā)明主要提出如下3方面模型PSchema(ProtocolSchema)協(xié)議語(yǔ)義模型。該類模型運(yùn)用UML的類圖，描述分布式控制系統(tǒng)總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及協(xié)議數(shù)據(jù)傳輸規(guī)則；本發(fā)明采用自己開發(fā)的一套協(xié)議語(yǔ)義模型，但并不局限于此，作為一種開放式的開發(fā)方法，本發(fā)明開發(fā)的協(xié)議語(yǔ)義模型既可以供其他類似系統(tǒng)采用，也同時(shí)為相關(guān)領(lǐng)域的協(xié)議語(yǔ)義模型導(dǎo)入提供了接口。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，采用(現(xiàn)場(chǎng))總線的車載分布式控制系統(tǒng)的協(xié)議語(yǔ)義模型將演化成行業(yè)認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)義。GSchema(GraphicsSchema)可視化語(yǔ)義模型，采用UML的類圖，描述設(shè)備無(wú)關(guān)用戶圖形接口模型。OPM(OpenDCSProcessModel)分布式控制系統(tǒng)開放過程模型，主要利用UML的類圖，依據(jù)面向?qū)ο蟮某绦蜷_發(fā)思想，建立面向?qū)ο蟮姆植际娇刂扑惴ㄟ壿嫼土鞒痰幕具^程模型。在模型層(M1)建模工作的基礎(chǔ)上，對(duì)象層(M0)通過實(shí)例化模型層的UML類圖，可以建立符合對(duì)象層各語(yǔ)義/過程模型的具體實(shí)例對(duì)象。首先將根據(jù)模型層的協(xié)議語(yǔ)義模型(PSchema)和可視化語(yǔ)義模型(GSchema)生成對(duì)應(yīng)的實(shí)例化結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)DDX(分布式控制系統(tǒng)互換數(shù)據(jù)，DCSDataExchange)和DGX(分布式控制圖形界面交換數(shù)據(jù)，DCSGUIExchange)。DDX和DGX均為規(guī)范的XML文檔，并且XML的語(yǔ)法和名稱空間均嚴(yán)格符合協(xié)議語(yǔ)義模型(PSchema)和可視化語(yǔ)義模型(GSchema)的規(guī)定。因?yàn)槟Ｐ蛯咏o出的協(xié)議語(yǔ)義模型(PSchema)和可視化語(yǔ)義模型(GSchema)將指導(dǎo)生成對(duì)象層的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)DDX和DGX，所以，用UML類圖描述的PSchema和GSchema將用于檢驗(yàn)DDX和DGX的合法性，為此，本發(fā)明進(jìn)一步將UML類圖描述的PSchema和Gschema轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的XML語(yǔ)義(XMLSchema)表達(dá)形式，這樣，通用的XML編輯和處理程序就可以識(shí)別PSchema和GSchema模型結(jié)構(gòu)，并進(jìn)一步檢驗(yàn)DDX和DGX是否合法。本發(fā)明引入DGX，主要為了完成與用戶圖形接口有關(guān)的應(yīng)用開發(fā)任務(wù)。首先，DGX采用SVG(ScalarVectorGraphic)格式，這是一種符合XML標(biāo)準(zhǔn)的與平臺(tái)無(wú)關(guān)的2維矢量圖形描述格式。其次，因?yàn)榻５乃行畔⒃贒DX和圖形庫(kù)中都有所表達(dá)，因此DGX是一類二次模型。DGX的引入使得與用戶圖形接口有關(guān)的應(yīng)用開發(fā)任務(wù)同樣可以分成PIM和PSM兩個(gè)階段完成。比如在一個(gè)測(cè)量應(yīng)用中，分布式系統(tǒng)開發(fā)者希望將車輛速度以指針的形式顯示給車輛駕駛員，為此開發(fā)者需要分階段完成兩項(xiàng)工作，首先建立指針圖形的DGX描述，這是與顯示平臺(tái)無(wú)關(guān)的SVG格式描述，這是PIM階段的工作；隨后他/她根據(jù)DGX格式選用特定實(shí)現(xiàn)平臺(tái)，建立符合標(biāo)準(zhǔn)的圖形顯示終端設(shè)備，這是PSM階段的工作?！胺植际娇刂葡到y(tǒng)互換數(shù)據(jù)DDX”是根據(jù)協(xié)議語(yǔ)義模型PSchema生成的實(shí)例化數(shù)據(jù)文檔，它具體描述了一個(gè)給定的車載分布式控制系統(tǒng)的總線通訊協(xié)議實(shí)例，它將作為后續(xù)工作中數(shù)據(jù)交換和處理的核心數(shù)據(jù)庫(kù)?！胺植际娇刂茍D形界面交換數(shù)據(jù)DGX”是根據(jù)可視化語(yǔ)義模型GSchema生成的實(shí)例化數(shù)據(jù)文檔，它具體描述了一個(gè)給定的車載分布式控制系統(tǒng)的特定開發(fā)過程中開發(fā)測(cè)試人員與總線協(xié)議數(shù)據(jù)之間平臺(tái)無(wú)關(guān)的可視化交互界面。模型層的OPM類圖的實(shí)例化生成所謂的“過程模型對(duì)象”(PMO)對(duì)邏輯和時(shí)序關(guān)系的描述構(gòu)成了車載分布式控制系統(tǒng)的算法邏輯和流程平臺(tái)無(wú)關(guān)表述，因此PMO采用規(guī)范的易于理解的方式將統(tǒng)一的分布控制思想表達(dá)出來。對(duì)象層(M0層)的XML數(shù)據(jù)庫(kù)DDX和DGX，以及平臺(tái)無(wú)關(guān)算法邏輯和流程描述PMO構(gòu)成了后續(xù)基于模型的平臺(tái)相關(guān)應(yīng)用開發(fā)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)交換基礎(chǔ)。本發(fā)明的建模過程產(chǎn)生的實(shí)際上是一類平臺(tái)無(wú)關(guān)模型(PIM，PlatformIndependentModel)，在此基礎(chǔ)上，為完成特定的基于模型的應(yīng)用開發(fā)任務(wù)，必須結(jié)合具體的實(shí)現(xiàn)平臺(tái)，即引入所謂的平臺(tái)相關(guān)模型(PSM，PlatformSpecificModels)。本發(fā)明的另外一方面內(nèi)容就是基于模型的應(yīng)用開發(fā)方法，該部分內(nèi)容可以用圖2的過程描述概括。繼承圖1中建模部分的成果，圖2中在第1部分描述的平臺(tái)無(wú)關(guān)模型(PIM)中的M1層和M0層內(nèi)容作為“統(tǒng)一數(shù)據(jù)交換”的基礎(chǔ)上，列舉了主要的幾個(gè)平臺(tái)特定模型和應(yīng)用。圖2中PSM層次概括了本發(fā)明中基于模型的應(yīng)用開發(fā)的主要領(lǐng)域，這包括但不限于如下內(nèi)容1.基于DDX、DGX和PMO的分布式控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議制定和發(fā)布；2.基于DDX和PMO的分布式控制系統(tǒng)嵌入式控制器控制算法的計(jì)算機(jī)輔助實(shí)現(xiàn)和自動(dòng)代碼生成；3.基于DDX、DGX的分布式控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議調(diào)試和測(cè)試工具開發(fā)；4.基于DDX、DGX和PMO的分布式控制系統(tǒng)測(cè)量、匹配標(biāo)定和故障診斷軟、硬件工具；上述基于模型的擴(kuò)展和應(yīng)用，在本發(fā)明前面提出的平臺(tái)無(wú)關(guān)建模技術(shù)和結(jié)果的基礎(chǔ)上，將計(jì)算機(jī)輔助開發(fā)技術(shù)應(yīng)用到車載分布式控制系統(tǒng)開發(fā)過程的各個(gè)階段。下面簡(jiǎn)單介紹上述4類應(yīng)用的具體實(shí)施辦法。(1)基于DDX、DGX和OPM的分布式控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議制定和發(fā)布；圖3是分布式控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議制定和發(fā)布實(shí)施步驟流程圖，在DDX、DGX和PMO的基礎(chǔ)上，利用通用的XML文檔轉(zhuǎn)換和處理規(guī)范和工具，比如XSL(ExtensibleStylesheetLanguage)和XSLT(XSLTransformations)等，可以對(duì)原始XML格式的DDX和DGX文件進(jìn)行轉(zhuǎn)換和加工處理，輸出成包括PDF(PortableDocumentFormat)格式的協(xié)議文檔；另外實(shí)例對(duì)象PMO和狀態(tài)機(jī)圖、順序圖等也能夠以規(guī)范化、易于交流的圖形形式嵌入到PDF協(xié)議文檔中。這樣，就可以將原始數(shù)據(jù)交換信息轉(zhuǎn)化為開發(fā)人員可以方便讀懂的文本協(xié)議加以發(fā)布。(2)開發(fā)測(cè)試人員和設(shè)備的交互圖4是測(cè)量、標(biāo)定、診斷及測(cè)試與驗(yàn)證等平臺(tái)相關(guān)模型實(shí)施流程圖，基于DDX、DGX的分布式控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議調(diào)試和測(cè)試工具開發(fā)以及測(cè)量、匹配標(biāo)定和故障診斷軟、硬件工具都可以概括為開發(fā)測(cè)試人員和設(shè)備的交互這樣一類應(yīng)用。因?yàn)橛肑AVA語(yǔ)言處理XML和SVG文檔具有很多技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)，所以本發(fā)明在實(shí)現(xiàn)技術(shù)上選用JAVA語(yǔ)言作為基本平臺(tái)。圖4也給出了一個(gè)可能的MCD(測(cè)量、標(biāo)定和診斷)應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)該具有的基本功能模塊。首先，這樣的系統(tǒng)必須具備平臺(tái)無(wú)關(guān)模型DDX和DGX的平臺(tái)相關(guān)實(shí)現(xiàn)SPO(SpecificPlatformObject)，作為模型的實(shí)例化和運(yùn)行時(shí)刻物化對(duì)象，從而可以實(shí)現(xiàn)對(duì)他們的檢索等操作。其中DDX的SPO稱為“特定平臺(tái)對(duì)象數(shù)據(jù)接口”(SPODataInterface)，而DGX的SPO稱為“特定平臺(tái)對(duì)象圖形接口”(SPOGraphicInterface)，分別處理協(xié)議數(shù)據(jù)和圖形用戶接口。其次，控制邏輯和算法的實(shí)現(xiàn)依賴于“過程模型實(shí)現(xiàn)”代碼PMI(ProcessModelImplement)，這是平臺(tái)無(wú)關(guān)模型PMO的平臺(tái)相關(guān)實(shí)現(xiàn)。另外，由于必定要對(duì)分布式控制系統(tǒng)總線數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，所以要具有總線信號(hào)采集設(shè)備和相應(yīng)的硬件接口軟件功能模塊。最后，所有模塊依托在一個(gè)統(tǒng)一的“運(yùn)行平臺(tái)”上，該平臺(tái)負(fù)責(zé)各功能模塊間的進(jìn)程間數(shù)據(jù)交換和消息傳遞。對(duì)于這樣一個(gè)系統(tǒng)，最終使用者或操作者的接口主要有兩個(gè)，“特定平臺(tái)對(duì)象圖形接口”SPOGraphicInterface和“運(yùn)行平臺(tái)”，使用者通過系統(tǒng)提供的接口可以完成一個(gè)既定的(測(cè)量或調(diào)試)應(yīng)用任務(wù)。(3)算法實(shí)現(xiàn)和自動(dòng)代碼生成圖5給出了一個(gè)可能的算法實(shí)現(xiàn)和自動(dòng)代碼生成的流程圖。根據(jù)平臺(tái)無(wú)關(guān)算法模型對(duì)象PMO和結(jié)構(gòu)化協(xié)議數(shù)據(jù)描述DDX，通過代碼生成工具可以分別生成高級(jí)語(yǔ)言代碼，比如C語(yǔ)言的頭文件(.h文件)和源文件(.c文件)代碼。經(jīng)過編譯器編譯就可以生成目標(biāo)代碼，在組成分布式控制系統(tǒng)的各嵌入式目標(biāo)節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行。以上所述內(nèi)容僅為本發(fā)明構(gòu)思下的基本說明，而依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案所作的任何等效變換，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。權(quán)利要求1.一種車載分布式控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助開發(fā)方法，該方法基于模型驅(qū)動(dòng)的體系結(jié)構(gòu)，其步驟包括首先基于UML建模語(yǔ)言建立車載分布式控制系統(tǒng)的抽象數(shù)學(xué)模型，該抽象數(shù)學(xué)模型同時(shí)包括了對(duì)分布式控制系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)描述和動(dòng)態(tài)行為描述；然后，根據(jù)所建立的UML模型語(yǔ)義規(guī)范建立針對(duì)應(yīng)用的協(xié)議數(shù)據(jù)交換的XML文檔；最后，將上述易于數(shù)據(jù)交換的XML文檔作為統(tǒng)一數(shù)據(jù)交換數(shù)據(jù)源，用于開發(fā)車載分布式控制系統(tǒng)的基于統(tǒng)一數(shù)據(jù)源的各種計(jì)算機(jī)輔助分析、設(shè)計(jì)和測(cè)試軟硬件工具。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車載分布式控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助開發(fā)方法，其特征是所述的基于UML建模語(yǔ)言建立車載分布式控制系統(tǒng)的抽象數(shù)據(jù)模型包括建立面向?qū)ο蟮乃膶芋w系結(jié)構(gòu)，首先產(chǎn)生“協(xié)議語(yǔ)義模型”(PSchema)、“可視化語(yǔ)義模型”(GSchema)和“分布式控制系統(tǒng)開放過程模型”(OPM)三類M1層模型，其中“協(xié)議語(yǔ)義模型”進(jìn)一步具體實(shí)例化為M0層的“分布式控制系統(tǒng)互換數(shù)據(jù)”(DDX)；“可視化語(yǔ)義模型”進(jìn)一步具體實(shí)例化為M0層的“分布式控制圖形界面交換數(shù)據(jù)”(DGX)，DGX是一種與設(shè)備無(wú)關(guān)的基于SVG的控制系統(tǒng)用戶圖形接口描述方法；“分布式控制系統(tǒng)開放過程模型”進(jìn)一步實(shí)例化為M0層的“過程模型對(duì)象”(PMO)，PMO對(duì)邏輯和時(shí)序關(guān)系的描述構(gòu)成了所述車載分布式控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助開發(fā)方法中的算法邏輯和流程平臺(tái)無(wú)關(guān)表述。全文摘要本發(fā)明公開了一種車載分布式控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助開發(fā)方法，該方法基于模型驅(qū)動(dòng)的體系結(jié)構(gòu)，其步驟包括首先基于UML建模語(yǔ)言建立車載分布式控制系統(tǒng)的抽象數(shù)學(xué)模型，該抽象數(shù)學(xué)模型同時(shí)包括了對(duì)分布式控制系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)描述和動(dòng)態(tài)行為描述；然后，根據(jù)所建立的UML模型語(yǔ)義規(guī)范建立針對(duì)應(yīng)用的協(xié)議數(shù)據(jù)交換的XML文檔；最后，將上述易于數(shù)據(jù)交換的XML文檔作為統(tǒng)一數(shù)據(jù)交換數(shù)據(jù)源，用于開發(fā)車載分布式控制系統(tǒng)的基于模型的各種計(jì)算機(jī)輔助分析、設(shè)計(jì)和測(cè)試軟硬件工具。利用本發(fā)明，開發(fā)人員能夠建立統(tǒng)一模型的機(jī)讀數(shù)據(jù)格式，將計(jì)算機(jī)輔助開發(fā)技術(shù)引入到開發(fā)工作的各個(gè)階段和層面，提高開發(fā)工作的質(zhì)量和效率。文檔編號(hào)G06F17/50GK1734457SQ20041006708公開日2006年2月15日申請(qǐng)日期2004年10月12日優(yōu)先權(quán)日2004年10月12日發(fā)明者萬(wàn)鋼,鐘再敏,孫澤昌,李計(jì)融,魏學(xué)哲,羅峰申請(qǐng)人:上海燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)有限公司,萬(wàn)鋼