CN103793458B - 一种将aadl无损转换成xml的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种将AADL无损转换成XML的方法，属于语言转换技术领域。本发明涉用于将AADL语言描述的模型转换为XML格式，使用Xtext描述AADL语言的文法，用EMF描述AADL的元模型，在Xtext中建立AADL文法和AADL元模型的映射关系，从而将AADL模型转化成对象模型，最后利用EMF提供的固化机制将对象模型固化成XML格式存储。本发明提出的方法，可以按部就班的设计一种将专用模型串行化的工具，把以ASCII码表示的模型文件转化成XML文件，方便其他工具读取模型信息，为异构模型的交互、模型分析、仿真奠定了基础。

Description

一种将AADL无损转换成XML的方法
技术领域
本发明涉及一种将AADL无损转换成XML的方法，属于语言转换技术领域。
背景技术
架构分析与设计语言(architecture analysis and design language，AADL)是美国自动化工程师协会发布的一个航空标准——AS5506。AADL广泛应用于各种复杂嵌入式实时系统的设计开发中，如：航空航天，汽车电子等；被认为是基于模型驱动设计与开发嵌入式实时系统的基础。但是目前直接针对AADL进行分析和仿真的工具还非常有限，如果开发者为了对AADL模型的某个特定的属性进行分析仿真，则只有两个选择：一个是自己编写一个专门针对AADL模型的分析仿真工具；另一个就是把AADL模型转换成其他类型的模型，然后直接使用其他模型现成的分析仿真工具。无论采用哪种方法，都不得不在工具内部实现一个AADL语言的识别工具，这是极其困难且不方便的。如果能把AADL转化成一种容易通过程序读取的形式，那么针对AADL开发各种分析和仿真工具将变得容易很多。
目前已有很多基于AADL模型的转换，法国verimag实验室提出了AADL到BIP(Behavior interaction Priority)的模型转换；Pennsylvania大学提出AADL到时间进程代数ACSR的模型转换；其它的转换还包括AADL到IF模型的转换、AADL到petri网的转换、AADL到UMLMarten的转换等。所有这些转换都是把AADL模型转换成另一种类型的模型，然后再利用现有工具对转换后的模型进行操作。而且这些转换都或多或少丢失了原AADL模型的信息，不是完全的转换。
可扩展标记语言(extensible markup language，XML)用于标记电子文件使其具有结构性的标记语言，可以用来标记数据、定义数据类型，是一种允许用户对自己的标记语言进行定义的源语言。XML提供统一的方法来描述和交换独立于应用程序或结构化数据。非常容易通过程序读取。因此，把AADL转换成容易通过程序读取的XML格式的中间形式十分重要，这有利于AADL分析工具的开发人员把精力集中于工具设计，避免了因解析AADL语言而不得不做的大量工作。
发明内容
本发明的目的在于提供一种AADL到XML的转换方法，利用该方法可以把AADL文件无损的转换成XML格式的文件，从而方便通过程序读取AADL模型的信息，有利于加速各种AADL分析和仿真工具的设计。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下。
一种将AADL无损转换成XML的方法，其步骤为：
1、使用EMF描述AADL的元模型；
2、在Xtext中建立AADL正规文法到AADL元模型的映射，即在Xtext中使用EMF提供的对象模型在内存中表示文法的抽象语法权结构，针对每一句AADL文法，将其映射到EMF对应的元模型中，从而将AADL模型转换成对象模型；
3、利用EMF的固化机制固化转换后的对象模型，得到XML文件。
其中，所述步骤(1)中，使用EMF描述的AADL元模型，元模型中的非抽象类及非抽象类包含的属性必须覆盖所有的AADL元素，否则不能将AADL无损的转换成XML；AADL的元模型描述如下：
(1)ModelUnit：AADL元模型的根节点，包括AADL包声明(AadlPackage)和AADL属性集声明(Property Set)两个子节点。
(2)AadlPackage：定义AADL包，包括AADL构件类型声明(ComponentType)和AADL构件实现声明(ComponentImp)两个子节点。
(3)ComponentType：构件类型声明，包括features，flows，properties三个子节点；包括一个CTName属性表示构件的名字，包括一个CTType属性表示构件的类型；自引用表示构件之间的继承(extend)关系，并且和ComponentImp互引用。
(4)features：表示一个构件的外部接口特征，包含四个子节点：端口(ports)、访问(access)、子程序(subprogram)、参数(parameter)。
(5)ports：表示端口特性，包含两个属性：端口类型(PType)和端口方向(PortDerect)。
(6)flows：表示一个构件内部的数据流。
(7)properties：表示一个构件的属性特征。
(8)ComponentImp：构件实现声明，表示对ComponentType定义的类型的具体实现；包含数据流(flows)、属性(properties)、子构件(subcomponents)、连接(connections)、调用序列(call_sequences)、模态(modes)四个子节点；包含属性CIName表示构件名字，包含CIType表示构件类型；一个自引用表示构件间的继承(extend)关系；并且和ComponentType互引用表示是对哪个构件声明的实现。
(9)subcomponents表示一个构件所包含的子构件。
(10)connections表示一个构件内部端口(Port)之间的链接关系。
(11)call_sequences表示子程序(subprogram)的调用序列。
(12)modes表示构件的模态及转换，包含两个子节点：模态声明(mode)、模态转换(mode transitions)。
(13)PropertySet：用户自定义的属性集，包含属性类型(PropertyType)、属性定义(PropertyDefination)、常量(constants)、三个子节点。
步骤(2)中，在Xtext中建立AADL文法到AADL元模型的映射(AADL正规文法可以从AS5506标准得到，故不详述)，其中文法左边的映射规则为如下：
(1)将AADL语法定义的根语句(即AADL正规文法的第一句)映射给ModelUnit类。
(2)将package_spec和property_set的文法定义分别映射给AadlPackage和PropertySet类。
(3)对于所有的构件类型语法定义，映射给ComponentType类。
(4)对于所有的构件实现语法定义，映射给ComponentImp类。
(5)对于构件类型中features，flows，properties的语法定义，分别映射给元模型中features，flows，properties类。
(6)对于构件实现中subcomponents，connections，call sequences，modes，flows，properties，分别映射到AADL元模型的subcomponents，connections，call_sequences，modes，flows，properties类。
(7)对于features下port，access，parameter，subprogram的语法定义，分别映射到元模型中ports，access，parameter，subprogram类。
(8)对于modes下modes和mode transitions的定义，分别映射到mode和mode_transition类。
(9)对于property types，property definations，constants的语法定义，分别映射到元模型中propertytype，propertydefination，constants类。
文法右边的映射规则如下：
(1)对于所有AADL关键元素的名字的定义，都映射到元模型相应类的name属性；
(2)对于每个AADL关键元素的语法定义，如果语法右边的符号是该关键元素的属性或引用，则将该符号映射给元模型中对应类的属性或引用。
(3)如果语法右边的符号在元模型中没有相对应的属性或引用，则不作处理。
步骤(3)中，利用EFM的的固化机制将Xtext转换得到的对象模型固化成XML文件，具体步骤如下：
(1)通过Xtext中AADL文法到AADL元模型的映射，已经实现了把AADL模型转换成对象模型。
(2)利用EMF中的ResourceSetImpl()方法建立一个资源集。
(3)用资源集的createResource()方法建立一个资源，表示XML文件的输出路径。
(4)通过资源下的getContents()方法下的add()方法，把(1)中的对象模型添加到资源中。
(5)调用资源的save()方法，就可以把对象模型固化成XML格式并输出到指定的路径。
该发明的有益效果在于：每个领域都有自己的建模工具和建模语言，通常情况下这种建模语言不能被其他工具识别，异构模型之间的交互很困难，模型所包含的信息只能通过人工的方式才能读出。本发明提出的方法，可以按部就班的设计一种将专用模型串行化的工具，把以ASCII码表示的模型文件转化成XML文件，方便其他工具读取模型信息，为异构模型的交互、模型分析、仿真奠定了基础。
附图说明
图1为本发明实施例中AADL至XML转换工具的架构图。
图2为本发明实施例中模型转换的步骤框图。
图3为本发明实施例中在EMF中建立的AADL元模型图。
图4为本发明实施例中AADL所包含的关键元素简图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式进行描述，以便更好的理解本发明。
实施例：以AADL的串行化为例。
1、所用工具总体概述：模型转换工具的总体框架如图1所示，该转换工具基于eclipse的Xtext插件和EMF插件，要完成该工具，需在Xtext定义AADL的正文法，在EMF中定义AADL的ecore元模型，在Xtext定义的正规文法中实现文法到元ecore模型的映射，从而将符合AADL文法的AADL模型转换成符合AADL ecore元模型规范的对象模型，再利用EMF的固化机制将转换得到的对象模型固化，从而将AADL转换成XML，转换流程如图2所示。
2、AADL的ecore元模型：AADL语言是一种语法结构比较复杂的语言，根据转换工具的特点，简化了AADL的元模型结构，使其只体现了AADL所必须包含的元素(AADL的必须元素如图3所示)，使用EFM描述AADL的元模型，如图4是AADL的元模型框架图，所述元素设置如下：
(1)ModelUnit：AADL元模型的根节点，包括AADL包声明(AadlPackage)和AADL属性集声明(Property Set)两个子节点。
(2)AadlPackage：定义AADL包，包括AADL构件类型声明(ComponentType)和AADL构件实现声明(ComponentImp)两个子节点。
(3)ComponentType：构件类型声明，包括features，flows，properties三个子节点；包括一个CTName属性表示构件的名字，包括一个CTType属性表示构件的类型；自引用表示构件之间的继承(extend)关系，并且和ComponentImp互引用。
(4)features：表示一个构件的外部接口特征，包含四个子节点：端口(ports)、访问(access)、子程序(subprogram)、参数(parameter)。
(5)ports：表示端口特性，包含两个属性：端口类型(PType)和端口方向(PortDerect)。
(6)flows：表示一个构件内部的数据流。
(7)properties：表示一个构件的属性特征。
(8)ComponentImp：构件实现声明，表示对ComponentType定义的类型的具体实现；包含数据流(flows)、属性(properties)、子构件(subcomponents)、连接(connections)、调用序列(call_sequences)、模态(modes)四个子节点；包含属性CIName表示构件名字，包含CIType表示构件类型；一个自引用表示构件间的继承(extend)关系；并且和ComponentType互引用表示是对哪个构件声明的实现。
(9)subcomponents表示一个构件所包含的子构件。
(10)connections表示一个构件内部端口(Port)之间的链接关系。
(11)call_sequences表示子程序(subprogram)的调用序列。
(12)modes表示构件的模态及转换，包含两个子节点：模态声明(mode)、模态转换(mode transitions)。
(13)PropertySet：用户自定义的属性集，包含属性类型(PropertyType)、属性定义(PropertyDefination)、常量(constants)、三个子节点。
以上各节点还下辖很多节点，并且很多节点有多个父节点，因此在使用EMF描述AADL元模型时，通过使用抽象类和多重引用的方法实现代码重用，同时体现了AADL语言的层级关系和模块化。
3、建立AADL的Xtext正规文法到AADL ecore元模型的映射：在Xtext中建立AADL文法到AADL元模型的映射，AADL正规文法从AS5506标准得到，其中文法左边的映射规则如下：
(1)将AADL语法定义的根语句(即AADL正规文法的第一句)映射给ModelUnit类，具体如下：
AADL_model：package_spec／property_set；定义了AADL模型是由AADL包和属性集两部分组成，那么映射到元模型后的语法如下：
AADL_model returns aadl：：ModelUnit：package_spec|property_set
aadl：：ModelUnit表示：aadl是之前建立的AADL的元模型，ModelUnit是元模型中的ModelUnit类。
(2)将package_spec和property_set的文法定义分别映射给AadlPackage和PropertySet类。
(5)对于构件类型中features，flows，properties的语法定义，分别映射给元模型中features，flows，properties类。
(6)对于构件实现中subcomponents，connections，call sequences，modes，flows，properties，分别映射到AADL元模型的subcomponents，connections，call_sequences，modes，flows，properties类。
(7)对于features下port，access，parameter，subprogram的语法定义，分别映射到元模型中ports，access，parameter，subprogram类。
(8)对于modes下modes和mode transitions的定义，分别映射到mode和mode_transition类。
(9)对于property types，property definations，constants的语法定义，分别映射到元模型中propertytype，propertydefination，constants类。
文法右边的映射规则如下：
(1)对于所有AADL关键元素的名字的定义，都映射到元模型相应类的name属性；例如对于AadlPackage的定义如下，将语法定义中的PNAME元素映射给AadlPackage类的Pname属性，在Xtext中文法右边的映射通过等号实现。
(2)对于每个AADL关键元素的语法定义，如果语法右边的符号是该关键元素的属性或引用，则将该符号映射给元模型中对应类的属性或引用。
(3)如果语法右边的符号在元模型中没有相对应
4、固化对象模型为XML，具体步骤为：
(1)通过Xtext中AADL文法到AADL元模型的映射，已经实现了把AADL模型转换成对象模型。
(2)利用EMF中的ResourceSetImpl()方法建立一个资源集。
(3)用资源集的createResource()方法建立一个资源，表示XML文件的输出路径。
(4)通过资源下的getContents()方法下的add()方法，把(1)中的对象模型添加到资源中。
(5)调用资源的save()方法，就可以把对象模型固化成XML格式并输出到指定的路径。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种将AADL无损转换成XML的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)使用EMF描述AADL的元模型；
(2)在Xtext中建立AADL正规文法到AADL元模型的映射，即在Xtext中使用EMF提供的对象模型在内存中表示文法的抽象语法权结构，针对每一句AADL文法，将其映射到EMF对应的元模型中，从而将AADL模型转换成对象模型；
(3)利用EMF的固化机制固化转换后的对象模型，得到XML文件；
所述步骤(1)中AADL的元模型描述如下：
(1)ModelUnit：AADL元模型的根节点，包括AADL包声明(AadlPackage)和AADL属性集声明(Property Set)两个子节点；
(2)AadlPackage：定义AADL包，包括AADL构件类型声明(ComponentType)和AADL构件实现声明(Component Imp)两个子节点；
(3)ComponentType：构件类型声明，包括features，flows，properties三个子节点；包括一个CTName属性表示构件的名字，包括一个CTType属性表示构件的类型；自引用表示构件之间的继承(extend)关系，并且和ComponentImp互引用；
(4)features：表示一个构件的外部接口特征，包含四个子节点：端口(ports)、访问(access)、子程序(subprogram)、参数(parameter)；
(5)ports：表示端口特性，包含两个属性：端口类型(PType)和端口方向(PortDerect)；
(6)flows：表示一个构件内部的数据流；
(7)properties：表示一个构件的属性特征；
(8)ComponentImp：构件实现声明，表示对ComponentType定义的类型的具体实现；包含数据流(flows)、属性(properties)、子构件(subcomponents)、连接(connections)、调用序列(call_sequences)、模态(modes)四个子节点；包含属性CIName表示构件名字，包含CIType表示构件类型；一个自引用表示构件间的继承(extend)关系；并且和ComponentType互引用表示是对哪个构件声明的实现；
(9)subcomponents表示一个构件所包含的子构件；
(10)connections表示一个构件内部端口(Port)之间的链接关系；
(11)call_sequences表示子程序(subprogram)的调用序列；
(12)modes表示构件的模态及转换，包含两个子节点：模态声明(mode)、模态转换(modetransitions)；
(13)PropertySet：用户自定义的属性集，包含属性类型(PropertyType)、属性定义(PropertyDefination)、常量(constants)、三个子节点。
2.根据权利要求1所述的一种将AADL无损转换成XML的方法，其特征在于：所述步骤(2)中，在Xtext中建立AADL文法到AADL元模型的映射包，AADL正规文法从AS5506标准得到，文法左边的映射规则如下：
(1)将AADL语法定义的根语句(即AADL正规文法的第一句)映射给ModelUnit类；
(2)将package_spec和property_set的文法定义分别映射给AadlPackage和PropertySet类；
(3)对于所有的构件类型语法定义，映射给ComponentType类；
(4)对于所有的构件实现语法定义，映射给ComponentImp类；
(5)对于构件类型中features，flows，properties的语法定义，分别映射给元模型中features，flows，properties类；
(6)对于构件实现中subcomponents，connections，call sequences，modes，flows，properties，分别映射到AADL元模型的subcomponents，connections，call_sequences，modes，flows，properties类；
(7)对于features下port，access，parameter，subprogram的语法定义，分别映射到元模型中ports，access，parameter，subprogram类；
(8)对于modes下modes和mode transitions的定义，分别映射到mode和mode_transition类；
(9)对于property types，property definations，constants的语法定义，分别映射到元模型中propertytype，propertydefination，constants类；
文法右边的映射规则如下：
(1)对于所有AADL关键元素的名字的定义，都映射到元模型相应类的name属性；
(2)对于每个AADL关键元素的语法定义，如果语法右边的符号是该关键元素的属性或引用，则将该符号映射给元模型中对应类的属性或引用；
(3)如果语法右边的符号在元模型中没有相对应的属性或引用，则不作处理。
3.根据权利要求1所述的一种将AADL无损转换成XML的方法，其特征在于：所述步骤(3)中，利用EFM的的固化机制将Xtext转换得到的对象模型固化成XML文件，具体步骤如下：
(1)通过Xtext中AADL文法到AADL元模型的映射，已经实现了把AADL模型转换成对象模型；
(2)利用EMF中的ResourceSetImpl()方法建立一个资源集；
(3)用资源集的createResource()方法建立一个资源，表示XML文件的输出路径；
(4)通过资源下的getContents()方法下的add()方法，把(1)中的对象模型添加到资源中；
(5)调用资源的save()方法，就可以把对象模型固化成XML格式并输出到指定的路径。
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