CN106201480A - 一种座舱显示控制系统软件架构管理平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种座舱显示控制系统软件架构管理平台，包含建模工具集,所述建模工具集包含应用实例架构定义工具、AADL/MARTE/SYSML模型转换工具、非功能性需求分析工具、显控设计模式定制工具、代码集成工具。本发明为现代大中型民用飞机座舱显示系统软件架构的开发提供一个人机接口友好、可以方便的进行软件框架的建立和维护的软件架构管理平台。

Description

一种座舱显示控制系统软件架构管理平台

技术领域

本发明涉及计算机软件架构领域设计技术，特别涉及一种软件架构技术中使用的座舱显示控制系统软件架构管理平台。

背景技术

座舱显示控制系统是一个由多个系统、多种环境、多项任务、多种资源构成的相互关联、相互支持、相互集成和相互制约的复杂系统，具有多目标、多信息、多专业、多任务、多功能、多资源和多过程组成的复杂系统构成与管理特征。

随着座舱显示控制系统软件产品推出时间的越来越短，软件复杂度越来越大，且现在座舱显示控制系统软件开发往往要求能够实时动态地修改变动需求，安全性要求也越来越高。传统的座舱显示控制系统软件开发过程的最大特征是以源程序为开发中心，这种开发方式成本高、效率低、开发周期长、可靠性低，已经不能满足研发的要求。模型驱动架构提供了应对业务和技术不断变化的开发的解决方案。模型驱动架构将业务和应用逻辑与底层平台相关技术分离开来。

为了在基于模型驱动的座舱显示系统应用软件开发过程中更有效地应用和管理软件框架，需要开发实现一个可有效支持应用软件开发的软件框架管理环境。

发明内容

本发明的发明目的在于提供一种座舱显示控制系统软件架构管理平台，为现代大中型民用飞机座舱显示系统软件架构的开发提供一个人机接口友好、可以方便的进行软件框架的建立和维护的软件架构管理平台。

本发明的发明目的通过以下技术方案实现：

一种座舱显示控制系统软件架构管理平台，包含建模工具集,所述建模工具集包含应用实例架构定义工具、AADL/MARTE/SYSML模型转换工具、非功能性需求分析工具、显控设计模式定制工具、代码集成工具；

在软件需求阶段：

所述应用实例架构定义工具用于从架构模板库和领域实体库中提取有关数据产生图形化界面，供用户设计系统外部交联关系视图和系统逻辑结构视图，并将系统外部交联关系视图和系统逻辑结构视图作为第一AADL模型文档进行导出；

所述AADL/MARTE/SYSMAL模型转换工具用于将第一AADL模型文档转换为第一SysML模型，并将第一SysML模型到入到Rhapsody工具中，由Rhapsody工具建立系统关键用例模型，明确系统关键用例；

在软件设计阶段；

所述AADL/MARTE/SYSMAL模型转换工具用于将Rhapsody工具导出的第二SysML模型转换为座舱显示系统软件框架初始运行时框架的模型；其中，所述第二SysML模型由Rhapsody工具建立，Rhapsody工具根据各个系统关键建立黑盒系统功能模型、白盒系统功能模型和主控子系统功能模型，并导出第二SysML模型

显控设计模型定制工具用于以座舱显示系统软件框架初始运行时框架为基础，通过提供用户界面使用户对每一个显控设计模式代理进行详细定制；

所述应用实例架构定义工具用于在系统逻辑结构视图基础上创建多个执行线程，并将显控设计模式代理绑定到执行线程上，建立系统进程视图；

所述AADL/MARTE/SYSMAL模型转换工具还用于将Rhapsody工具导出的第三SysML模型文档转换为第二AADL模型文档并导出；所述第三SysML模型反映了对系统的时间属性的标注；

所述非功能性需求分析工具用于在系统进程视图和第二AADL模型文档的基础上，对各执行线程进行延时分析，完成系统非关键用例的验证分析；再由Rhapsody工具根据对系统非关键用例的验证分析在第二SysML模型的基础上建立系统功能模型，生成座舱显示控制系统软件框架已定制运行时框架；

软件编码阶段：

所述代码生成工具用于对座舱显示控制系统软件框架已定制运行时框架生成目标代码。

依据上述特征，所述应用实例架构定义工具包含用户接口模块、AADL组件库模块和AADL文档生成模块；

所述用户接口模块用于向用户提供图形化界面，使用户通过对图形化界面的操作实现检索架构模板库是否有可以复用的架构模板，以及检索领域实体库中的领域实体，还支持用户访问AADL组件库模块以实现通过拖拽、连线AADL组件的方式建立新的系统交联关系视图、系统逻辑结构视图或系统进程视图，并将新的系统交联关系视图、系统逻辑结构视图或系统进程视图存入架构模板库或领域实体库；

所述AADL文档生成模块用于解析用户定义的系统交联关系视图和系统逻辑结构视图，并将系统交联关系视图和系统逻辑结构视图转换为第一AADL模型文档；AADL文档生成模块还用于解析系统进程视图，并将系统进程视图转换为第二AADL模型文档；

所述AADL组件库包括AADL标准组件以及用户开发扩展的组件，通过用户接口模块实现对AADL组件库的检索和使用。

依据上述特征，所述AADL/MARTE/SYSML模型转换工具包含模型转换接口模块、模型转换执行引擎模块、模型导入模块、元模型库模块、模型映射规则库模块；

所述模型转换接口模块用于提供一个统一的模型转换服务接口，接收需要进行转换的源模型文件，并通知模型转换执行引擎模块需要执行哪种源模型文件与目标模型文件的转换；

所述模型转换执行引擎模块首先检查当前的源模型文件及目标模型文件的转换是否支持，若支持则1)通过模型导入模块模型将源模型文件拷贝到执行引擎本地路径，2)从元模型库模块中收集源模型及目标模型的元模型信息，3)从模型映射规则库中获取模型转换映射规则文件，并复制一份在执行引擎本地路径；接着将源模型文件、源模型及目标模型的元模型信息及模型转换映射规则文件适配后进行模型转换，并执行获得目标模型；在模型转换完成后，删除本地的副本文件。

依据上述特征，所述显控设计模式定制工具包括第二用户接口模块、显控设计模式定制模块、显控设计模式解析模块和显控设计模式模板库。

所述第二用户接口模块用于向用户提供用户界面，供用户选择显控设计模式，并将用户选择的显控设计模式传送给显控设计模式定制模块。

显控设计模式定制模块用于根据用户选择的显控设计模式进行定制，定义显控设计模式组件的名称、描述信息和类别，并对选择的显控设计模式的属性进行配置，显控设计模式定制模块将定制好的显控设计模式组件传送给显控设计模式解析模块。

显控设计模式解析模块：从显控设计模式模版库中获取显控设计模式的元模型，以及从复用组件库中选择合适的数据处理功能函数组件对显控设计模式组件进行解析和编码，并将编码后的模型文件存入显控设计模式模板库；

显控设计模式模版库：存储显控设计模式的元模型定义。

依据上述特征，所述代码生成工具包含代码生成服务接口模块、代码生成器模块、模型导入模块、模型解析模块、代码模板库模块和打包器模块；

所述代码生成服务接口模块用于设定项目的统一标识，设定需要生成的项目，设定目标代码生成并打包后需要放置的文件夹路径，并给代码生成器模块发送代码生成调用命令。

所述代码生成器模块在接收到代码生成服务调用命令后，通过模型导入模块获取该项目的显控设计模式定制内容。

模型解析模块解析导入的显控设计模式定制内容，抽取其中领域实体及复用组件的信息，根据定制的平台相关信息，从代码模板库模块获取相应的代码模板，根据解析结果生成代码；

所述打包器模块用于合并生成的代码、领域实体及复用组件的代码，以项目统一资源标识符加时间戳的方式命名，将代码包保存在预设的文件夹下。

依据上述特征，所述一种座舱显示控制系统软件架构管理平台还包含管理环境工具集，所述管理环境工具集包含架构模板管理工具、显示设计模式管理工具、复用组件管理工具、领域实体管理工具

所述架构模板管理工具用于对架构模板库的架构模板进行管理；

所述显示设计模式管理工具用于对显示设计模式库中的显示设计模式进行管理；

所述复用组件管理工具用于对复用组件库中的复用组件进行管理；

所述领域实体管理工具用于对领域实体库中的领域实体进行管理。

本发明为座舱显示控制系统软件架构的开发、管理、维护提供了一系列的工具集，支持从任务合成、信息融合和结构化综合三个目标层次的座舱显示系统应用软件的敏捷开发。该平台的使用提高了软件开发效率以及代码复用性，减少了开发人员成本，提高了软件开发联调的效率，节省了设备成本。

附图说明

图1为本发明一种座舱显示控制系统软件架构管理平台的结构示意图；

图2为本发明一种座舱显示控制系统软件架构管理平台的流程示意图；

图3为本发明中应用实例架构定义工具的结构示意图；

图4为本发明中AADL/MARTE/SYSML模型转换工具的结构示意图；

图5为本发明中显控设计模式定制工具的结构示意图；

图6为本发明中代码生成工具的结构示意图；

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面通过附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

座舱显示控制系统软件的开发使用IBM公司的商用建模软件Rhapsody及开源的建模软件OSATE分别对系统功能模型及非功能模型进行设计时的验证。

●Rhapsody可以执行顺序图及状态机图，使用事件生成器创建用户事件，并查看模型的状态的变化以及模型间通信的情况是否与系统功能设计相吻合。

●OSATE是开源的AADL建模及分析软件，可以对AADL中非功能属性进行分析，包括时间延时分析、可调度分析以及安全性分析等。座舱显示控制系统软件的开发使用OSATE对系统非功能需求进行验证。

座舱显示控制系统软件的开发除了使用商用建模软件Rhapsody之外，还使用座舱显示控制系统软件架构管理平台，如图1所示，座舱显示控制系统软件架构管理平台包含两组工具集，分别是建模工具集和管理环境工具集，建模工具集是面向显控应用开发的，包括应用实例架构定义工具、AADL/MARTE/SYSML模型转换工具、非功能性需求分析工具、显控设计模式定制工具以及代码生成工具等，支持从任务合成、信息融合和结构化综合3个目标层次的座舱显示控制系统软件的敏捷开发；管理环境工具集是面向座舱显示控制系统软件框架建立及维护的，包括架构模板管理工具、设计模式管理工具、复用组件管理工具及领域实体管理工具。通过这二组工具集生成座舱显示控制系统软件框架运行时框架。

座舱显示控制系统软件框架运行时框架是一套可编译并在目标机上可运行的代码框架，分为座舱显示控制系统软件框架初始运行时框架和座舱显示控制系统软件框架已定制运行时框架。

●座舱显示控制系统软件框架初始运行时框架

座舱显示控制系统软件框架初始运行时框架是不包括显控业务功能，提供应用初始化、显控设计模式组件容器、时钟机制实现、依赖注入机制实现、面向对象机制实现等功能的可编译可运行代码框架。

●座舱显示控制系统软件框架已定制运行时框架

座舱显示控制系统软件框架已定制运行时框架是在座舱显示控制系统软件框架初始运行时框架基础上，通过对架构模版、设计模式、复用组件的定制，增加了显控业务功能的可编译可运行代码框架。

座舱显示控制软件开发分为软件需求阶段、软件设计阶段以及软件编码阶段。座舱显示控制系统软件架构管理平台在显示控制软件开发的各个阶段对工具的使用流程如图2所示。

1.1软件需求阶段

(1)使用Rhapsody工具通过Gateway将操作手册、接口规范文档、系统规格说明书三个顶层需求文档导入到Rhapsody工具中，建立系统需求模型，包含建立与顶层需求文档对应的低层需求，以及建立顶层需求与低层需求之间的追溯关系。

(2)根据需求模型，使用应用实例架构定义工具，通过应用实例架构定义工具从架构模板库和领域实体库中提取有关数据产生图形化界面，供用户设计系统外部交联关系视图和系统逻辑结构视图，并将系统外部交联关系视图和系统逻辑结构视图作为第一AADL模型文档进行导出。

(3)使用AADL/MARTE/SYSMAL模型转换工具，将第一AADL模型文档转换为第一SysML模型，第一SysML模型中包含系统参与者及系统子系统。再由Rhapsody工具根据第一SysML模型建立系统用例模型，明确系统关键用例

1.2软件设计阶段(针对关键用例架构设计及验证子阶段)

(1)使用Rhapsody工具，针对各个系统关键用例建立并验证黑盒系统功能模型；建立并验证白盒系统功能模型；建立主控子系统功能模型，产生第二SysML模型并导出。

建立并验证黑盒系统功能模型包含建立黑盒系统活动图，建立黑盒系统块中的操作及属性，细化黑盒顺序图，建立黑盒内部块图，并定义状态机图，最终通过顺序图及状态机图的模型执行验证系统功能模型。最终将各个系统关键用例的建模合并。

建立并验证白盒系统功能模型包含针对已经合并了各个系统关键用例的系统白盒模型，建立块定义图(内部组成)，在原有黑盒系统活动图基础上建立带泳道的白盒活动图以及白盒顺序图，定义白盒内部块图(内部子系统交互)，并对各个子系统建立状态机图，最终通过模型执行对白盒系统功能模型进行验证。

建立主控子系统功能模型包含将主控子系统划分为总线通信、IO通信、信息显示及控制响应四种分析类，并将其包含的操作及属性根据不同的功能划分到相应的分析类中，并对它们进行CDS框架构造型标注，最终将第二SysML模型导出。

(2)使用AADL/MARTE/SYSMAL模型转换工具，将第二SysML模型转换为座舱显示系统软件框架初始运行时框架的模型。

(3)使用显控设计模型定制工具，以座舱显示系统软件框架初始运行时框架为基础，通过提供用户界面使用户对每一个显控设计模式代理进行详细定制；

(4)使用应用实例架构定义工具，在系统逻辑结构视图基础上创建多个执行线程，并将显控设计模式代理绑定到执行线程上，建立系统进程视图。

(5)在Rhapsody工具上使用MARTE的构造型对系统的时间属性进行标注，导出第三SysML模型文档；

(6)使用AADL/MARTE/SYSMAL模型转换工具将第三SysML模型文档转换为第二AADL模型文档(.aaxl)并导出。并将第二AADL模型文档导入到非功能性需求分析工具中，非功能性需求分析工具根据系统进程视图和第二AADL模型文档为各执行线程进行延时分析，完成系统非功能需求验证分析。

1.3软件设计阶段(针对非关键用例架构设计及验证子阶段)

由Rhapsody工具根据对系统非关键用例的验证分析在第二SysML模型的基础上建立系统功能模型，生成座舱显示控制系统软件框架已定制运行时框架

1.4软件编码阶段

代码生成工具用于根据座舱显示控制系统软件框架已定制运行时框架生成目标代码。

下面对座舱显示控制系统软件架构管理平台中的各个工具做详细说明。

(一)应用实例架构定义工具

应用实例架构定义工具是一种支持AADL的可视化架构定义工具，如图3所示，由用户接口模块、AADL组件库模块和AADL文档生成模块组成。

a)用户接口模块：基于开源框架JointJS，用户接口模块通过向用户提供图形化界面，使用户可以通过对图形化界面的操作实现检索架构模板库是否有可以复用的架构模板，以及检索领域实体库中的领域实体实现建模功能。用户接口模块支持用户访问AADL组件库模块以实现通过拖拽、连线AADL组件的方式建立新的系统交联关系视图、系统逻辑结构视图和系统进程视图，并将新的系统交联关系视图、系统逻辑结构视图和系统进程视图存入架构模板库或领域实体库。

b)AADL文档生成模块：实现了解析用户定义的系统交联关系视图和系统逻辑结构视图，并将系统交联关系视图和系统逻辑结构视图转换为第一AADL模型文档；AADL文档生成模块还实现了解析系统进程视图，并将系统进程视图转换为第二AADL模型文档。

c)AADL组件库：包括AADL标准组件以及用户开发扩展的组件，通过用户接口模块实现对AADL组件库的检索和使用。

AADL标准组件可分为硬件组件(设备、内存、总线等)、软件组件(系统、进程、线程、子程序等)。

用户开发扩展的组件与管理环境维护的领域实体相关联，可以在页面中对航电设备等内容进行检索，并填充与座舱显示系统软件框架相关的AADL组件

应用实例架构定义工具分别在座舱显示控制软件开发的软件需求阶段和软件设计阶段使用。

在软件需求阶段：用户接口模块根据需求模型，检索架构模板库，如果有可复用的架构模板，则复用该架构模板作为新项目的系统交联关系视图及系统逻辑结构视图，如果没有可复用的架构模板，则先根据系统规格说明中的描述，用户通过用户接口模块拖拽、链接AADL组件库中的AADL组件，包括AADL组件的类型、名称、端口等属性信息，再检索领域实体库中相应领域实体，建立AADL组件与领域实体的依赖关系，建立系统交联关系视图与系统逻辑结构视图。AADL文档生成模块根据用户选择的AADL组件读取AADL组件库中已选择的相应的AADL组件的属性信息和用户接口模块提供的各个AADL组件的链接信息，接着解析这些属性信息和链接信息并转换成第一AADL模型文档，然后把转换完的第一AADL模型文档上报给用户接口模块。

在软件设计阶段，用户可在系统逻辑结构视图基础上，通过用户接口模块拖拽、链接AADL组件库中的AADL组件，其中包括AADL组件的类型、名称、端口等属性信息创建系统部署视图，在系统部署视图的基础上建立系统进程视图。AADL文档生成模块根据用户在建立系统进程视图时选择的AADL组件读取AADL组件库中已选择的相应的AADL组件的属性信息和用户接口模块提供的各个AADL组件的链接信息，接着解析这些属性信息和链接信息并转换成第二AADL模型文档，然后把转换完的第二AADL模型文档上报给用户接口模块。

其中：系统交联关系视图:描述系统与所有外部系统之间的交联关系。

系统逻辑结构视图:描述系统由哪些子系统(例如MCM、IOP等〉组成以及它们之间的逻辑关系。

系统部署视图:在系统逻辑结构视图的基础上定义系统架构中外部系统、外部总线、子系统及内部总线的平台相关属性，所述平台相关属性包括操作系统、总线型号、协议等。

系统进程视图:在系统部署视图的基础上创建子系统的各个执行线程，并将显控设计模式代理绑定到执行线程上。

(二)AADL/MARTE/SYSML模型转换工具

AADL/MARTE/SYSML模型转换工具的结构图如图4所示，由模型转换接口模块、模型转换执行引擎模块、模型导入模块、元模型库模块、模型映射规则库模块组成。

所述模型转换接口模块用于提供一个统一的模型转换服务接口，接收需要进行转换的源模型文件，并通知模型转换执行引擎模块需要执行哪种源模型文件与目标模型文件的转换；

所述模型转换执行引擎模块首先检查当前的源模型文件及目标模型文件的转换是否支持，若支持则1)通过模型导入模块模型将源模型文件拷贝到执行引擎本地路径，2)从元模型库模块中收集源模型及目标模型的元模型信息，3)从模型映射规则库中获取模型转换映射规则文件，并同样复制一份在执行引擎本地路径；接着将源模型文件、源模型及目标模型的元模型信息及模型转换映射规则文件适配后进行模型转换，并执行获得目标模型；在模型转换完成后，删除本地的副本文件。

其中，元模型库模块从复用组件库及架构模版库中获取源模型及目标模型的元模型信息。

AADL/MARTE/SYSML模型转换工具应用于座舱显示控制软件开发的不同阶段。

a)在软件需求阶段建立完系统交联关系视图及系统逻辑结构视图后，使用AADL/MARTE/SYSML模型转换工具完成从第一AADL模型文档(系统交联关系视图及系统逻辑结构视图)到第一SysML模型文档(系统参与者及系统子系统)的模型转换功能。模型转换接口模块提供一个统一的模型转换服务接口，接收需要进行转换的第一AADL模型文档。模型转换执行引擎模块首先检查当前第一AADL模型文档到第一SysML模型文档转换是否支持；接着使用模型导入模块将第一AADL模型文档拷贝到执行引擎本地路径，并从元模型库模块收集第一AADL模型文档到第一SysML模型文档的元模型文件；然后从模型映射规则库中获取模型转换映射规则文件(从第一AADL模型文档到第二SysML模型文档转换映射规则)，并同样复制一份在执行引擎本地路径；接着运行模型执行脚本，将第一AADL模型文档、第一AADL模型文档到第一SysML模型文档的元模型文件、第一AADL模型文档到第二SysML模型文档转换映射规则适配后进行模型转换，并执行获得第二SysML模型文档；在模型转换完成后，删除本地的副本文件。

b)在软件设计阶段在建立并验证完黑盒系统功能模型、白盒系统功能模型和主控子系统模型后使用AADL/MARTE/SYSML模型转换工具完成从第二SysML模型文档(标注了座舱显示系统软件框架扩展构造型的系统功能模型)到座舱显示系统软件框架运行时框架的模型转换功能。由模型转换接口模块接收需要进行转换的第二SysML模型文档。模型转换执行引擎模块首先检查当前的从第二SysML模型文档到座舱显示系统软件框架运行时框架的模型转换是否支持；接着使用模型导入模块将第二SysML模型文档拷贝到执行引擎本地路径，并从元模型库模块收集第二SysML模型文档与座舱显示系统软件框架运行时框架的元模型信息；然后从模型映射规则库中获取模型转换映射规则文件(从第二SysML模型到座舱显示系统软件框架运行时框架转换映射规则)，并同样复制一份在执行引擎本地路径；接着运行模型执行脚本，将第二SysML模型文件、第二SysML模型文档与座舱显示系统软件框架运行时框架的元模型信息、第二SysML模型到座舱显示系统软件框架运行时框架转换映射规则适配后进行模型转换，并执行获得目标模型；在模型转换完成后，删除本地的副本文件。

c)在软件设计阶段建立完进程视图后使用AADL/MARTE/SYSML模型转换工具实现从第三SysML模型文档(标注了MARTE非功能属性的系统功能模型)到第二AADL模型文档的模型转换。由模型转换接口模块接收需要进行转换的第三SysML模型文档。模型转换执行引擎模块首先检查当前从第三SysML模型文档(标注了MARTE非功能属性的系统功能模型)到第二AADL模型文档的模型转换是否支持；接着使用模型导入模块将第三SysML模型文档拷贝到执行引擎本地路径，并从元模型库模块收集第三SysML模型文档与第二AADL模型文档的元模型信息；然后从模型映射规则库中获取模型转换映射规则文件(从第三SysML模型文档到第二AADL模型文档转换映射规则)，并同样复制一份在执行引擎本地路径；接着运行模型执行脚本，将第三SysML模型文档、第三SysML模型文档与第二AADL模型文档的元模型信息、第三SysML模型文档到第二AADL模型文档转换映射规则适配后进行模型转换，并执行获得目标模型；在模型转换完成后，删除本地的副本文件。

(三)非功能性需求分析工具

非功能性需求分析工具，通过集成建模软件Osate实现非功能性需求分析。它可针对AADL模型进行可调度性分析、时间延时分析等。

参考图1，该非功能性需求分析工具在软件设计阶段使用，在使用该非功能性需求分析工具之前先在Rhapsody工具上使用MARTE的构造型对系统的时间属性进行标注，产生第三SysML模型文档，再通过AADL/MARTE/SYSML模型转换工具将第三SysML模型文档转换为同样标记了时间属性的AADL模型。然后将AADL模型导入非功能性需求工具并进行可调度性及时间延时分析。

(四)显控设计模式定制工具

显控设计模式定制工具的架构图如图5所示，包括第二用户接口模块、显控设计模式定制模块、显控设计模式解析模块和显控设计模式模板库组成。显控设计模型定制工具提供用户界面对座舱显示系统软件框架中的显控设计模式代理进行定制，包括总线通信设计模式、控制响应设计模式、信息显示设计模式及输入输出设计模式四种。用户可以在软件设计阶段使用该工具对这四种显控设计模式进行定制。

所述第二用户接口模块用于向用户提供用户界面，供用户选择显控设计模式，并将用户选择的显控设计模式传送给显控设计模式定制模块。

显控设计模式定制模块用于根据用户选择的显控设计模式进行定制，可以定义显控设计模式组件的名称、描述信息和类别，并可以对选择的显控设计模式的属性进行配置。显控设计模式定制模块将定制好的显控设计模式组件传送给显控设计模式解析模块。

显控设计模式解析模块：从显控设计模式模版库中获取显控设计模式的元模型，以及从复用组件库中选择合适的数据处理功能函数组件对显控设计模式组件进行解析和编码，并将编码后的模型文件存入显控设计模式模板库。

显控设计模式模版库：存储显控设计模式的元模型定义。可根据需求对显控设计模式进行追加定义，从而提供可扩展性。

a)总线通信设计模式是对应显控应用软件开发的数据总线交互功能。用户通过第二用户接口模块选择定制总线通信设计模式，用户接口模块会把用户选择的显控设计模式传送给显控设计模式定制模块。显控设计模式定制模块对总线通信设计模式进行定制，可以定义设计模式组件的名称、描述信息和类别，并可以对总线通信设计模式的属性进行配置。总线通信设计模式可以配置的属性包括：外部设备(设备类型，总线类型)；总线数据区(总线数据区名称，映射实体数据区)；共享内存区(外部设备号)；读写代理(总线读数据处理函数及频率，总线写数据处理函数及频率)。显控设计模式定制模块将定制好的显控设计模式组件传送给显控设计模式解析模块。显控设计模式解析模块对定制好的显控设计模式组件进行解析和编码工作，并将编码后的模型文件存入显控设计模式模板库。

b)控制响应设计模式对应显控应用软件开发的控制响应功能。用户通过用户接口模块选择定制控制响应设计模式，用户接口模块会把用户选择的显控设计模式传送给显控设计模式定制模块。显控设计模式定制模块对控制响应设计模式进行定制，该模块可以定义显控设计模式组件的名称、描述信息和类别，并可以对控制响应设计模式的属性进行配置。控制响应设计模式可以配置的属性包括：控制响应表(页面，按键，控制响应函数)；页面跳转(起始页面，按键，跳转页面)。显控设计模式定制模块将定制好的显控设计模式组件传送给显控设计模式解析模块。显控设计模式解析模块对定制好的显控设计模式组件进行解析和编码工作，并将编码后的模型文件存入显控设计模式模板库。

c)信息显示设计模式对应显控应用开发中页面数据显示功能。用户通过用户接口模块选择定制信息显示设计模式，用户接口模块会把用户选择的显控设计模式传送给显控设计模式定制模块。显控设计模式定制模块对信息显示设计模式进行定制，该模块可以定义显控设计模式组件的名称、描述信息和类别，并可以对信息显示设计模式的属性进行配置。可以配置的属性包括：是否ARINC 661显示、是否自定义DF显示、是否页面数据显示，页面名称，是否为主页面，显示频率。显控设计模式定制模块将定制好的显控设计模式组件传送给显控设计模式解析模块。显控设计模式解析模块对显控设计模式组件内容进行解析和编码工作，并将编码后的模型文件存入显控设计模式模板库。

d)输入输出设计模式是对应显控应用开发中数据输入输出功能。用户通过用户接口模块选择定制输入输出设计模式，用户接口模块会把用户选择的显控设计模式传送给显控设计模式定制模块。显控设计模式定制模块对输入输出设计模式进行定制，该模块可以定义显控设计模式组件的名称、描述信息和类别，并可以对输入输出设计模式的属性进行配置。可以配置的属性包括：输入输出设备名称，输入输出设备号，内部总线类型。显控设计模式定制模块将定制好的显控设计模式组件传送给显控设计模式解析模块。显控设计模式解析模块对显控设计模式组件内容进行解析和编码工作，并将编码后的模型文件存入显控设计模式模板库。

(五)代码生成工具

代码生成工具的架构图如图5所示，由代码生成服务接口模块、代码生成器模块、模型导入模块、模型解析模块、代码模板库模块和打包器模块组成。

代码生成服务接口模块，设定项目的统一标识，设定需要生成的项目，设定目标代码生成并打包后需要放置的文件夹路径。代码生成服务接口模块给代码生成器模块发送代码生成调用命令。

代码生成器模块在接收到代码生成服务调用后，首先通过模型导入模块获取该项目的显控设计模式定制内容。

模型解析模块解析显控设计模式定制内容，抽取其中领域实体及复用组件的信息。根据定制的平台相关信息，从代码模板库模块获取相应的代码模板，根据解析结果生成代码。

打包器模块用于合并生成的代码、领域实体及复用组件的代码，以项目统一资源标识符加时间戳的方式命名，将代码包保存的预设的文件夹下。

(六)架构模板管理工具。

该工具管理架构模板库，架构模板从任务(Mission)合成，信息融合和结构化综合三个目标层次提供可复用架构方案。任务合成目标的架构模板从系统功能任务(例如态势)的角度描述与总线设计模式及复用组件的树状逻辑关系；信息融合目标的架构模板从领域实体的角度描述与总线设计模式及复用组件的树状逻辑关系；结构化综合目标的架构模板从系统(例如EFIS、直升机、教练机等型号显控系统)的外部交联关系、内部逻辑结构等角度描述与总线设计模式及复用组件的树状逻辑关系；

(七)显控设计模式管理工具。

该工具管理显控设计模式库，显控设计模式是对座舱显示系统应用软件的基本要素和机制的抽象及定义，分为总线通信、IO通信、信息显示、控制响应及数据处理五大类。

(八)复用组件管理工具。

复用组件是对软件不同粒度的划分，是可复用的代码单元(例如.h和.c文件)，分为子系统组件、功能任务(Mission)组件、显控设计模式组件、数据实体组件及功能函数组件。

(九)领域实体管理工具。

该工具管理领域实体，领域实体包括显控系统中通用概念、通用数据以及应用设备信息，由领域专家建立并维护。该工具支持根据领域实体中的通用数据模型生成对应的数据实体组件。

Claims (6)

1.一种座舱显示控制系统软件架构管理平台，包含建模工具集,所述建模工具集包含应用实例架构定义工具、AADL/MARTE/SYSML模型转换工具、非功能性需求分析工具、显控设计模式定制工具、代码集成工具，其特征在于：

在软件需求阶段：

所述应用实例架构定义工具用于从架构模板库和领域实体库中提取有关数据产生图形化界面，供用户设计系统外部交联关系视图和系统逻辑结构视图，并将系统外部交联关系视图和系统逻辑结构视图作为第一AADL模型文档进行导出；

所述AADL/MARTE/SYSMAL模型转换工具用于将第一AADL模型文档转换为第一SysML模型，并将第一SysML模型到入到Rhapsody工具中，由Rhapsody工具建立系统关键用例模型，明确系统关键用例；

在软件设计阶段；

所述AADL/MARTE/SYSMAL模型转换工具用于将Rhapsody工具导出的第二SysML模型转换为座舱显示系统软件框架初始运行时框架的模型；其中，所述第二SysML模型由Rhapsody工具建立，Rhapsody工具根据各个系统关键建立黑盒系统功能模型、白盒系统功能模型和主控子系统功能模型，并导出第二SysML模型

显控设计模型定制工具用于以座舱显示系统软件框架初始运行时框架为基础，通过提供用户界面使用户对每一个显控设计模式代理进行详细定制；

所述应用实例架构定义工具用于在系统逻辑结构视图基础上创建多个执行线程，并将显控设计模式代理绑定到执行线程上，建立系统进程视图；

所述AADL/MARTE/SYSMAL模型转换工具还用于将Rhapsody工具导出的第三SysML模型文档转换为第二AADL模型文档并导出；所述第三SysML模型反映了对系统的时间属性的标注；

所述非功能性需求分析工具用于在系统进程视图和第二AADL模型文档的基础上，对各执行线程进行延时分析，完成系统非关键用例的验证分析；再由Rhapsody工具根据对系统非关键用例的验证分析在第二SysML模型的基础上建立系统功能模型，生成座舱显示控制系统软件框架已定制运行时框架；

软件编码阶段：

所述代码生成工具用于对座舱显示控制系统软件框架已定制运行时框架生成目标代码。

2.根据权利要求1所述一种座舱显示控制系统软件架构管理平台，其特征在于所述应用实例架构定义工具包含用户接口模块、AADL组件库模块和AADL文档生成模块；

所述用户接口模块用于向用户提供图形化界面，使用户通过对图形化界面的操作实现检索架构模板库是否有可以复用的架构模板，以及检索领域实体库中的领域实体，还支持用户访问AADL组件库模块以实现通过拖拽、连线AADL组件的方式建立新的系统交联关系视图、系统逻辑结构视图或系统进程视图，并将新的系统交联关系视图、系统逻辑结构视图或系统进程视图存入架构模板库或领域实体库；

所述AADL文档生成模块用于解析用户定义的系统交联关系视图和系统逻辑结构视图，并将系统交联关系视图和系统逻辑结构视图转换为第一AADL模型文档；AADL文档生成模块还用于解析系统进程视图，并将系统进程视图转换为第二AADL模型文档；

所述AADL组件库包括AADL标准组件以及用户开发扩展的组件，通过用户接口模块实现对AADL组件库的检索和使用。

3.根据权利要求1所述一种座舱显示控制系统软件架构管理平台，其特征在于所述AADL/MARTE/SYSML模型转换工具包含模型转换接口模块、模型转换执行引擎模块、模型导入模块、元模型库模块、模型映射规则库模块；

所述模型转换接口模块用于提供一个统一的模型转换服务接口，接收需要进行转换的源模型文件，并通知模型转换执行引擎模块需要执行哪种源模型文件与目标模型文件的转换；

所述模型转换执行引擎模块首先检查当前的源模型文件及目标模型文件的转换是否支持，若支持则1)通过模型导入模块模型将源模型文件拷贝到执行引擎本地路径，2)从元模型库模块中收集源模型及目标模型的元模型信息，3)从模型映射规则库中获取模型转换映射规则文件，并复制一份在执行引擎本地路径；接着将源模型文件、源模型及目标模型的元模型信息及模型转换映射规则文件适配后进行模型转换，并执行获得目标模型；在模型转换完成后，删除本地的副本文件。

4.根据权利要求1所述一种座舱显示控制系统软件架构管理平台，其特征在于所述显控设计模式定制工具包括第二用户接口模块、显控设计模式定制模块、显控设计模式解析模块和显控设计模式模板库。

所述第二用户接口模块用于向用户提供用户界面，供用户选择显控设计模式，并将用户选择的显控设计模式传送给显控设计模式定制模块。

显控设计模式定制模块用于根据用户选择的显控设计模式进行定制，定义显控设计模式组件的名称、描述信息和类别，并对选择的显控设计模式的属性进行配置，显控设计模式定制模块将定制好的显控设计模式组件传送给显控设计模式解析模块。

显控设计模式解析模块：从显控设计模式模版库中获取显控设计模式的元模型，以及从复用组件库中选择合适的数据处理功能函数组件对显控设计模式组件进行解析和编码，并将编码后的模型文件存入显控设计模式模板库；

显控设计模式模版库：存储显控设计模式的元模型定义。

5.根据权利要求1所述一种座舱显示控制系统软件架构管理平台，其特征在于所述代码生成工具包含代码生成服务接口模块、代码生成器模块、模型导入模块、模型解析模块、代码模板库模块和打包器模块；

所述代码生成服务接口模块用于设定项目的统一标识，设定需要生成的项目，设定目标代码生成并打包后需要放置的文件夹路径，并给代码生成器模块发送代码生成调用命令。

所述代码生成器模块在接收到代码生成服务调用命令后，通过模型导入模块获取该项目的显控设计模式定制内容。

模型解析模块解析导入的显控设计模式定制内容，抽取其中领域实体及复用组件的信息，根据定制的平台相关信息，从代码模板库模块获取相应的代码模板，根据解析结果生成代码；

所述打包器模块用于合并生成的代码、领域实体及复用组件的代码，以项目统一资源标识符加时间戳的方式命名，将代码包保存在预设的文件夹下。

6.根据权利要求1所述一种座舱显示控制系统软件架构管理平台，其特征在于还包含管理环境工具集，所述管理环境工具集包含架构模板管理工具、显示设计模式管理工具、复用组件管理工具、领域实体管理工具

所述架构模板管理工具用于对架构模板库的架构模板进行管理；

所述显示设计模式管理工具用于对显示设计模式库中的显示设计模式进行管理；

所述复用组件管理工具用于对复用组件库中的复用组件进行管理；

所述领域实体管理工具用于对领域实体库中的领域实体进行管理。