嵌入式软件模型分布式代码生成及应用

摘要

随着嵌入式系统应用的日益普及，它在人们的生活中扮演着越来越重要的角色。这种影响反过来又推动了嵌入式系统研究的进一步发展。嵌入式系统具有应用领域多样性，开发周期长、难度大等特点。如何快速高效的开发也受到越来越多人的关注。国际对象管理组织(OMG)提出模型驱动架构(MDA)的思想，迅速的深入人心，并于近几年获得了长足的发展，各种基于模型的软件工具不断的涌现，涉及模型设计、仿真、分析和验证等方面。在此背景下，模型集成计算(MIC)方法被提出用于构建嵌入式系统。
　　 本研究针对基于模型的软件工具链转化后的模型，采用具有理论依据的模型工具，通过对模型的一些处理，并开发相关翻译器使其自动生成可分布式执行的代码，使其能够应用于分布式平台，进行硬件在环仿真。主要内容包括三个方面：首先，代码的自动生成方面：学习并利用Ptolemy II代码生成机制对Ptolemy II模型生成功能性的代码。结合对CME的研究，修改并按照CME的元模型构建基于CME的代码生成器，通过在CME环境下的模型进行通信属性的配置，由CME的代码生成器自动生成面向通信的代码；其次，代码耦合方面：对于一个具体模型，Ptolemy II关注的是模型的功能性，而CME只是在语法上对模型进行一些限定并且加入了模型之间的通信属性。基于此特性，开发代码耦合器，将Ptolemy II生成的功能代码和CME生成的通信代码无缝结合，形成可分布式执行的代码。最后，综合利用前期工作成果，针对一个具体的飞行器控制模型，经过代码生成，代码耦合，以及分布式处理的过程，得到可应用与分布式环境的代码，利用搭建的交叉编译环境，编译生成分布式执行程序，运行于两台PC104搭建的分布式环境，并结合RT-Lab的I/O系统，实现一架四翼直升机模型的飞行控制。