基于UML与Petri网的嵌入式系统建模方法的研究

《基于UML与Petri网的嵌入式系统建模方法的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要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。在嵌入式系统设计中采用模型的方法，有利于确保系统的正确性，缩短开发周期，降低开发费用。本文结合统一建模语言(uML)和Pcnj网，提出了一种支持嵌入式系统建模的方法体系。作为面向对象的建模技术，统一建模语言UML适合于将复杂的系统设计问题简单化，并且IⅡ咀．能从需求分析、设计到实现等各个阶段为嵌入式系统开发人员提供有力支持。但是，U】ⅥL缺乏精确的语义描述，因此无法对用uML建立的嵌入式系统模型进行形式化的分析和验证。Pem网建模方法基于严格的数学理论，使用形式化规范对系统建模，并且

2、可以通过众多的工具完成验证。但Pe菌网建模方法不直观，在需求获取等方面也有无法克服的弱点。结合使用IML和Petri网建模方法能实现两者互补，既能有效获取需求、分析设计，又能进行严格建模，形式化验证。因此，本文根据uML与Petri网的应用特点，研究了一种基于uML和Pe仃i网的嵌入式系统建模方法(本文称其为uML．PN方法)，其包含的主要内容有：(1)首先使用UML来实现对嵌入式系统的建模，通过对待开发系统进行功能需求及外部事件描述，逐级构建系统的用例模型、静态模型、动态模型，最终分析综合得到设计模型。(2)对分解之后的各个子系统，在控制代码设计

3、、软硬部件开发等详细设计阶段，采用面向对象Petri网(ooPN)对子系统进行建模和验证。(3)通过对uML模型的Petri网化来实现嵌入式系统模型的形式化验证。本文分析了uML类图、状态图和Pem网元素之间的对应关系，给出了类图、状态图到Petri网具体的转换方法。本文在UML广PN的研究基础上，结合具体应用，对税控收款机的开发进行了详细的建模工作，给出了主要的模型，并讨论了一个发票打印模型的验证问题。最后，对本文的研究工作进行了概括总结，并对下一步研究工作进行了展望，本文的研究成果可以为嵌入式系统开发的工程实践提供方法指导。关键词：嵌入式系统设

4、计；IM，；Pe廿i网；建模；验证Abs订actAbstl?actEmbeddedsystembecoIIlesmorc姐dmorecomplicated、vithitswidespreaduseinav撕etyofdomains．Modeling叩proachcouldimpmVe廿1ecorrectness，s}10nen山eperiodofdesigIl，aIldreducethecostinembeddedsystemdeVelopnlent．AnembeddedsystemmodelingapproachbasedonUIlifiedMo

5、delingLangIlage(UML)andP矧netswaspmposedinthep印er．Asallobjectorientedmodelingtechnique，uMLisgoodatsimplif弭ngtlledesi印conlplexity，andprovidespo、Ⅳcrfulsupportt0embeddedsystelndesigⅡersatdiff色rentstagesfmmrequirementanalysis，design，toimplementadon．HoweVer，forlackofdefinedsem柚tics，

6、embeddeds)曝temmodelsdesc曲edbyUMLarcdimculttoverify．EmbeddedsystemcaIlbemodeledbyfornlalcriterionnlrougllPe廿inetsmodeⅡngapproachwhichbasedonri酉dmaⅡ1ematicalfoun出血ons．IIladdition，manyPemnetstoolsareavailablewhichcallbeusedtoaccoInplishValidation．Nevenheless，Pe丽netsarenotanintuid

7、vemodelingappmacharIdcaJlnotoVercomeitsweaknessinacqlliringrequirenlent．CombiIlingUML吼thPemnetsoffcrssigIlificantbenefitsespeciallyinacquirercqui嘲nent，analyzedes蟾n，rigorousmodeling，andformalvalidation．Accormngto山efeaturesofapplicationofU~Ⅱ一alldPetri，ane瑚【beddedsystemmodelingap

8、proachbasedonUMLandPemnetsisstudiedinthepaper(Thepapern锄esita