CN111142861B - 结构化综控系统集成方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了结构化综控系统集成方法及装置。涉及软件领域，其中，方法通过获取包括接口设备参数、单一流程参数、特殊流程参数、可重用算法参数在内的配置信息，结合预定规则解析配置信息，并根据预定代码模板生成各个层次的代码，对代码进行代码验证，代码验证包括：静态代码质量检查和运行时自闭环测试。通过获取配置信息同时结合预定代码模板能够操作方便、高效快捷地生成通用性代码并对其进行代码分析，减少了程序耦合，提高开发人员的开发效率，节约开发时间，将软件开发人员从传统的软件开发模式中解脱出来，避免大量人力浪费在模板代码的编写上。

Description

结构化综控系统集成方法及装置

技术领域

本发明涉及软件领域，尤其是涉及一种结构化综控系统集成方法及装置。

背景技术

代码自动生成这个概念最早是在编译器中出现的，该技术是先从国外开始慢慢发展起来的，从上个世纪开始，经过了几十年的时间，代码自动生成技术已经取得了巨大的进步，许多公司和科研机构也对其展开了一系列的研究。

在以往传统的软件开发模式下，有很多重复使用率较高的代码都需要开发人员反复编写，这极大地消耗了人力和物力资源，为了解决这样的问题，国外的大型软件公司都想出了自己的解决办法，有些公司在用户创建的模型文件基础之上生成代码，有些公司则在IDE中添加部分向导功能，通过向导自动生成所需的目标代码。具体的应用例子如下：Rational公司的Rose可以让用户创建数据模型，在用户选择的语言类别基础之上自动生成代码；Together公司的Together Center则允许让用户来设计UML文件，在用户设计的UML文件基础之上自动生成代码；Microsoft的Microsoft Visual C++则为用户提供了向导功能，软件开发人员将所需要的可视化控件(选择框、编辑框等)拖至相应的窗口，IDE能在相应窗口类中自动生成控件框架代码；在Eclipse等集成开发环境中，当需要添加类时，开发人员只需填写相应的类名，固定的类框架代码就会被生成。

但是上述自动化开发方式对用户来说都不方便，同时生成软件的可扩展性和兼容性较差，由于标准化的软件开发平台具备一定的通用性，不同类型的软件之间也具备一定的相似性，因此需要提出一种能够满足用户操作便捷性、软件可扩展性和兼容性需求的结构化综控系统集成方法。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种结构化综控系统集成方法，能够满足用户操作便捷性、软件可扩展性和兼容性需求。

第一方面，本发明的一个实施例提供了A：一种结构化综控系统集成方法，包括：

获取配置信息，所述配置信息包括：接口设备参数、单一流程参数、特殊流程参数、可重用算法参数；

结合预定规则解析所述配置信息，并根据预定代码模板生成各个层次的代码；

对所述代码进行代码验证，所述代码验证包括：静态代码质量检查和运行时自闭环测试。

进一步地，通过可视化图形界面获取所述配置信息，所述可视化图形界面包括：表现层、业务逻辑层和数据存储层。

进一步地，所述表现层为用户展示平台界面，包括：菜单栏界面显示和可视化图形界面信息配置；

所述业务逻辑层通过内置全局变量获取用户配置接口信息、接口对应通信协议信息、单一流程调度信息、特殊流程调度信息和可重用算法构建信息；

所述数据存储层将所述配置信息保存在配置文件中，同时将生成的代码保存至输出文档。

进一步地，所述代码包括：协议抽象层代码、功能应用层代码、流程调度层代码、接口层代码、硬件相关层代码。

进一步地，所述静态代码质量检查指：通过集成QAC功能进行代码的初步静态测试，并给出静态测试结果。

进一步地，所述运行时自闭环测试指：根据需求模拟外围接口设备进行测试，通过所述接口设备对应的测试用例进行代码正确性检查。

第二方面，本发明的一个实施例提供了B：一种结构化综控系统集成装置，包括：

获取参数模块：用于获取配置信息，所述配置信息包括：接口设备参数、单一流程参数、特殊流程参数、可重用算法参数；

代码生成模块：用于结合预定规则解析所述配置信息，并根据预定代码模板生成各个层次的代码；

代码测试模块：用于对所述代码进行代码验证，所述代码验证包括：静态代码质量检查和运行时自闭环测试。

进一步地，所述代码生成模块还包括：第一模型模块和第二模型模块，所述第一模型模块作为用户界面与所述第二模型模块的桥接，用于记录用户的配置行为；所述第二模型模块用于处理业务逻辑。

第三方面，本发明提供一种结构化综控系统集成设备，包括：

至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；

其中，所述处理器通过调用所述存储器中存储的计算机程序，用于执行如第一方面任一项所述的方法。

第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如第一方面任一项所述的方法。

本发明的有益效果是：

本发明通过获取包括接口设备参数、单一流程参数、特殊流程参数、可重用算法参数在内的配置信息，结合预定规则解析配置信息，并根据预定代码模板生成各个层次的代码，对代码进行代码验证，代码验证包括：静态代码质量检查和运行时自闭环测试。通过获取配置信息同时结合预定代码模板能够操作方便、高效快捷地生成通用性代码并对其进行代码分析，减少了程序耦合，提高开发人员的开发效率，节约开发时间，将软件开发人员从传统的软件开发模式中解脱出来，避免大量人力浪费在模板代码的编写上。

可广泛应用于软件开发领域。

附图说明

图1是本发明实施例一结构化综控系统集成方法的实现流程图；

图2是本发明实施例一结构化综控系统集成方法的协议抽象层代码生成的时序图；

图3是本发明实施例一结构化综控系统集成方法的代码验证流程图；

图4是本发明实施例二结构化综控系统集成装置的的结构框图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

实施例一：

本发明实施例一提供一种结构化综控系统集成方法，依据用户配置的参数信息生成用户所在领域的代码，配置信息是基于用户所在领域所用到的参数，例如指令的发送周期、指令的循环终止标志位、硬件接口、流程等，能够广泛应用于结构化软件开发过程中。

图1为本发明实施例提供的结构化综控系统集成方法的实现流程图，如图1所示，该方法包括以下步骤：

S1：获取配置信息，配置信息包括：接口设备参数、单一流程参数、特殊流程参数、可重用算法参数等，其中，单一流程指向一个设备发送一个数据包的过程，特殊流程指多个不同的单一流程向同一个设备发送多个不同的数据包的过程。

S2：结合预定规则解析配置信息，并根据预定代码模板生成各个层次的代码；

S3：对代码进行代码验证，代码验证包括：静态代码质量检查和运行时自闭环测试。

具体的，步骤S1中，通过可视化图形界面获取配置信息，通过可视化图形界面，软件开发人员可通过一系列简洁明了的信息配置操作进行各项信息的配置，进一步地，可以将所有的配置项通过附带标签说明的方式显示在可视化图形界面的窗口，方便用户根据需要进行配置。本实施例可以直接存储当前配置信息，也可将当前的配置信息保存为XML文件，相应的也提供了加载XML文件实现将XML文件记录的配置信息恢复到可视化界面上。

可视化图形界面包括：表现层、业务逻辑层和数据存储层。

其中，1)表现层为用户展示平台界面，包括：菜单栏界面显示和可视化图形界面信息配置；2)业务逻辑层通过内置全局变量获取用户配置接口信息、接口对应通信协议信息、单一流程调度信息、特殊流程调度信息和可重用算法构建信息；3)数据存储层将配置信息保存在配置文件(例如XML文件或者excel文件)中，同时将生成的代码保存至输出文档。

例如在可视化图形界面中进行接口设备、单一流程、特殊流程和可重用算法的配置，其中接口设备配置时配置对应接口的相关信息以及收发数据协议的Excel文件路径，同时允许配置数据协议的区分关键字等信息，同时还支持绑定接口设备对应通讯协议(通信协议：是数据转换的规则，代码运行时需要接收和发送数据，协议数据包规定了数据的转换格式，如数据长度、进制转换、当量，通信协议也可以是用户自己定义的，例如，IO接口对应的通信协议负责进行数据格式的转换，process接口对应的通信协议负责包括数据的处理即浮点数运算规则等)的功能；流程(单一流程或特殊流程)配置时需要配置流程的对码(对码为硬件接口的地址，本实施例在运行时自闭环测试时需要运行自动生成的代码，由于平台缺少底层硬件支持，需要对底层代码进行封装，对码就是封装的硬件接口的地址)、周期等信息，特殊流程的配置支持周期等信息配置，并支持流程绑定等，可重用算法则支持配置不同的重用算法模块等。

步骤S2中，结合预定规则解析配置信息，并根据预定代码模板生成各个层次的代码，即依据可视化图形界面的配置信息结合预定规则，在控制器(Controller)的协调下，预定规则负责进行数据解析。例如在配置接口信息时，需要绑定每个接口对应的发送接收通信协议，这里的通信协议即为一种预定规则，实现对接口交互的数据进行例如16进制转换、大端小端解析等操作。

预定代码模板包括嵌入式底层硬件代码、可重用构件代码、接口设备驱动代码、接口协议代码、流程实现代码等，例如底层硬件代码包括：芯片初始化模块、buffer数据初始化模块等，用户还可以在可重用构件池中选取构件，将选取的构件添加到预定代码模板中，例如数据灌导构件，加入到预定代码模板中后，会将接口接收的数据导入buffer中并进行浮点数运算等，本实施例中预定代码模板可以根据实际需求进行增加删除修改等，以满足自动化生成代码的需要。

本实施例中，代码包括：协议抽象层代码、功能应用层代码、流程调度层代码、接口层代码、硬件相关层代码，各层的代码需要在可视化图形界面上进行相应配置，对应于步骤1中配置参数，保存用户的配置信息，然后在控制器的协调下，协议抽象层、功能应用层、流程调度层、接口层、硬件相关层分析可视化界面中的相应的配置信息，按照规则要求和配置信息在预定代码模板基础上分别进行代码的自动生成。

其中，协议抽象层代码的生成需要依赖用户配置的设备接口信息以及与之关联绑定的通信协议信息，用于生成代码中与通信协议相关的部分。下面是协议抽象层代码生成流程示意说明。

设备接口信息中包含了设备名称、设备类型、响应方式等信息，不同的设备接口类型还包含一些其他相关的信息，例如：RS422接口包含了地址、波特率、奇偶校验方式等信息；1553B接口包含了总线控制器、远程终端类型、远程终端地址、远程终端地址枚举名称、波特率、奇偶校验类型等信息；ADDA接口包含了AD_stu等地址信息；IO接口包含了IO IN和IO OUT等地址信息。不同设备接口绑定的对应的发送通信协议(即数据转换规则)以及接收通信协议，并以Excel文件的形式存储在本地，当开发人员在编写通信协议的Excel文件时，需要按照双发约定的格式进行相关配置，同时在Excel文件中需要限制用户的有效输入，减少配置错误现象，接收通信协议用不同关键字进行区分以便于接收函数处理。

协议抽象层代码生成的时候，各个设备接口使用Channel类对象来存储，一个Channel类对象代表一个设备接口，其中管理着数个ChannelProtocol类对象，一个ChannelProtocol类对象代表一个通信协议，该类对象管理着数个SignalAttribute类对象，每一个SignalAttribute类对象代表通信协议的一个具体字段。Channel类是ChannelProtocol类的更高层次的类，ChannelProtocol类是SignalAttribute类的更高层次的类，ChannelProtocol类对象会循环遍历其管理的SignalAttribute类对象的列表，每一个SignalAttribute类对象负责生成其表示的通信协议结构体具体字段相关的代码，该列表循环完毕之后，ChannelProtocol类对象将其管理的所有SignalAttribute类对象生成的字段相关代码进行组合，Channel类管理了数个ChannelProtocol类对象，通过遍历ChannelProtocol类对象列表就可以生成该设备接口对应的所有相关代码。各个通信协议Excel文件经过解析后使用ChannelProtocol类对象来存储，通信协议的每一个字段使用SignalAttribute类的对象来存储。

用户配置完信息后，配置信息将会以gui_model的形式存储在四个全局列表结构：globalChannelList、globalMainProcessList、globalMainSpecialProcessList和gloablReuseAlgorithmList中，CGTool类会解析上述四个列表结构，用它们的有效信息构造Channel类、MainProcess类和MainSpecialProcess类。Channel类通过ChannelProtocol类可以生成对应通信协议的结构体定义以及通信协议收发函数，而这些代码的生成又需要SignalAttribute类来生成其中的一部分代码，环环相扣，当Channel类生成了当前设备接口绑定的所有通信协议的代码以后就可以组成一个完整的CGT_protocol文件了，而这个文件的生成则依赖于CGTool，CGTool管理着用户配置的所有设备接口，当需要生成CGT_protocol文件时，CGTool类会遍历其管理的所有Channel类的对象来生成对应的代码块，然后将这些代码块组合为一个完整的CGT_protocol文件。与此同时，选择用code_template.py文件抽象统一代码模板，以字符串的形式存储，代码生成模块生成的代码都是在该文件定义的代码基础之上进行的增加和修改代码操作，未来有变更的需求可直接在文件上进行统一代码的修改、替换和扩展操作。

如图2所示，为协议抽象层代码生成的时序图。

首先用户通过MainWindow主窗口进行信息配置，发送代码生成指令至GenerateCodeDialog生成代码对话框，获取配置信息，发送给CGTool，生成协议文件发送到Channel类，生成协议结构体代码发送到ChannelProtocol类生成对应代码发送给SignalAttribute类，SignalAttribute类来生成其中的一部分代码，逐层生成代码返回到用户界面。

下面是功能应用层代码生成流程示意说明。

功能应用层代码生成包括功能流程初始化配置、流程执行和流程执行管理三大部分，完成功能流程的执行和调度。

功能流程初始化配置界面中，需要输入包含流程标识、执行条件、执行超时时间、执行函数、执行完成状态字、执行完成结果字、执行结果判断函数、执行起始时间和执行计时标志等信息。其中，除执行起始时间和执行计时标志在初始化时默认为0，其余配置可以由用户在可视化图形界面中进行配置。

不同功能流程执行函数根据执行函数和执行结果函数名称，自动对应名称的两个空函数框架，用户可以根据实际功能需求进行编写。

功能流程执行过程管理完成三部分功能：每一步功能流程的执行条件判断；功能流程函数调用；每一步功能流程的执行结果判断。

下面是流程调度层代码生成流程示意说明。

流程调度层生成的文件命名主要有两个C文件和一个h文件，其中主函数文件为程序的入口文件，包含了系统初始化、模式分支切换并进入相应的流程。一般情况下，模式分支基本通过对码进入，如上电后某个接口收到某个特定数据则进入一个分支，此种情况可以在可视化图形界面进行配置。除上述情况外，其他的分支配置需用户进行编写。

下面是接口层代码生成流程示意说明。

接口层包括各个接口的处理，如1553B接口、RS422接口、ADDA接口、IO接口、SRIO接口、LVDS接口等内容，也可以后续根据实际需求进行扩展，所以需要留出易于扩展的操作。

接口层包含一个统一的所有接口初始化和收发功能的文件CGT_dri_channel.c和CGT_dri_channel.h。然后每个接口都会有CGT_dri_XXX.c和CGT_dri_XXX.h文件，主要包括初始化接口函数、接口发送数据处理函数和接口接收数据处理函数。比如目前的接口文件，包含了CGT_dri_1M1553.c、CGT_dri_1M1553.h等文件，这些提供的接口文件是固定不变的，无需代码再度重写，只需将每个c文件中的初始化函数集中在CGT_dri_channel.c的初始化函数中即可，然后每个设备应用什么接口需要哪个接口的发送或者接收函数，由CGT_dri_channel.c的收发函数统一调用。

数据缓存区(Buffer数组)的配置时自动生成CGT_dri_buffer.c和CGT_dri_buffer.h文件，其中将每个buffer的名称、长度等定义下来，以供代码使用。

下面是硬件相关层代码生成流程示意说明。

硬件相关层主要包括硬件寄存器级别地址定义、各厂家不同硬件接口板卡的驱动、各不同型号的DSP驱动、定时器设置等内容。界面应包含DSP选型和定时器时间间隔设置的可视化操作内容。定时器设置和定时中断中的设置，需根据界面上设置内容进行统一化设置并写入文件的对应正确地方。

如图3所示，为本实施例中代码验证流程图，可见步骤S3中，代码验证包括：静态代码质量检查和运行时自闭环测试，对代码的正确性、完整性进行验证。其中静态代码质量检查指：通过集成QAC功能进行代码的初步静态测试，并给出静态测试结果，确保编译正常通过以及代码质量符合规则要求。运行时自闭环测试指：根据需求模拟外围接口设备进行测试，通过接口设备对应的测试用例进行代码正确性检查，测试用例可以根据不同接口设备设置，根据需求进行增加、删除或修改。

本实施例通过获取配置信息同时结合预定代码模板能够操作方便、高效快捷地生成通用性代码并对其进行代码分析，减少了程序耦合，提高开发人员的开发效率，节约开发时间，将软件开发人员从传统的软件开发模式中解脱出来，避免大量人力浪费在模板代码的编写上。

实施例二：

本实施例提供一种结构化综控系统集成装置，如图4所示，为本实施例的结构化综控系统集成装置的结构框图，包括：

获取参数模块100：用于获取配置信息，配置信息包括：接口设备参数、单一流程参数、特殊流程参数、可重用算法参数；

代码生成模块200：用于结合预定规则解析配置信息，并根据预定代码模板生成各个层次的代码；

代码测试模块300：用于对代码进行代码验证，代码验证包括：静态代码质量检查和运行时自闭环测试。

进一步地，代码生成模块300还包括：第一模型模块301和第二模型模块302，第一模型模块301作为用户界面与第二模型模块302的桥接，用于记录用户的配置行为；第二模型模块302用于处理业务逻辑，业务逻辑指：解析用户的配置信息，在代码模板的基础上生成最终的代码。第一模型模块301可选的为gui_model子模块，第二模型模块302可选的为model子模块，两个子模块独立开发可以提高开发效率，减少程序耦合。

上述中结构化综控系统集成装置模块的具体细节已经在实施例一对应的结构化综控系统集成方法中进行了详细的描述，因此此处不再赘述。

另外，本发明还提供结构化综控系统集成设备，包括：

至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；

其中，所述处理器通过调用所述存储器中存储的计算机程序，用于执行如实施例一所述的方法。计算机程序即程序代码，当程序代码在结构化综控系统集成设备上运行时，程序代码用于使结构化综控系统集成设备执行本说明书上述实施例一部分描述的结构化综控系统集成方法中的步骤。

另外，本发明还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，其中计算机可执行指令用于使计算机执行如实施例一所述的方法。

本发明通过获取包括接口设备参数、单一流程参数、特殊流程参数、可重用算法参数在内的配置信息，结合预定规则解析配置信息，并根据预定代码模板生成各个层次的代码，对代码进行代码验证，代码验证包括：静态代码质量检查和运行时自闭环测试。

以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (4)

1.一种结构化综控系统集成方法，其特征在于，包括：

获取配置信息，所述配置信息包括：接口设备参数、单一流程参数、特殊流程参数、可重用算法参数；

通过可视化图形界面获取所述配置信息，所述可视化图形界面包括：表现层、业务逻辑层和数据存储层；

结合预定规则解析所述配置信息，并根据预定代码模板生成各个层次的代码；所述代码包括：协议抽象层代码、功能应用层代码、流程调度层代码、接口层代码、硬件相关层代码；

对所述代码进行代码验证，所述代码验证包括：静态代码质量检查和运行时自闭环测试；

所述表现层为用户展示平台界面，包括：菜单栏界面显示和可视化图形界面信息配置；

所述业务逻辑层通过内置全局变量获取用户配置接口信息、接口对应通信协议信息、单一流程调度信息、特殊流程调度信息和可重用算法构建信息；

所述数据存储层将所述配置信息保存在配置文件中，同时将生成的代码保存至输出文档；所述配置信息将会以gui_model的形式存储在四个全局列表结构：globalChannelList、globalMainProcessList、globalMainSpecialProcessList和gloablReuseAlgorithmList中，CGTool类会解析上述四个全局 列表结构，用它们的有效信息构造Channel类、MainProcess类和MainSpecialProcess类；

所述静态代码质量检查指：通过集成QAC功能进行代码的初步静态测试，并给出静态测试结果；

所述运行时自闭环测试指：根据需求模拟外围接口设备进行测试，通过所述接口设备对应的测试用例进行代码正确性检查。

2.一种结构化综控系统集成装置，其特征在于，包括：

获取参数模块：用于获取配置信息，所述配置信息包括：接口设备参数、单一流程参数、特殊流程参数、可重用算法参数；

通过可视化图形界面获取所述配置信息，所述可视化图形界面包括：表现层、业务逻辑层和数据存储层；所述表现层为用户展示平台界面，包括：菜单栏界面显示和可视化图形界面信息配置；所述业务逻辑层通过内置全局变量获取用户配置接口信息、接口对应通信协议信息、单一流程调度信息、特殊流程调度信息和可重用算法构建信息；所述数据存储层将所述配置信息保存在配置文件中，同时将生成的代码保存至输出文档；所述配置信息将会以gui_model的形式存储在四个全局列表结构：globalChannelList、globalMainProcessList、globalMainSpecialProcessList和gloablReuseAlgorithmList中，CGTool类会解析上述四个全局 列表结构，用它们的有效信息构造Channel类、MainProcess类和MainSpecialProcess类；

代码生成模块：用于结合预定规则解析所述配置信息，并根据预定代码模板生成各个层次的代码；所述代码包括：协议抽象层代码、功能应用层代码、流程调度层代码、接口层代码、硬件相关层代码；

代码测试模块：用于对所述代码进行代码验证，所述代码验证包括：静态代码质量检查和运行时自闭环测试；

所述静态代码质量检查指：通过集成QAC功能进行代码的初步静态测试，并给出静态测试结果；

所述运行时自闭环测试指：根据需求模拟外围接口设备进行测试，通过所述接口设备对应的测试用例进行代码正确性检查；

所述代码生成模块还包括：第一模型模块和第二模型模块，所述第一模型模块作为用户界面与所述第二模型模块的桥接，用于记录用户的配置行为；所述第二模型模块用于处理业务逻辑。

3.一种结构化综控系统集成设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；

其中，所述处理器通过调用所述存储器中存储的计算机程序，用于执行如权利要求1所述的方法。

4.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如权利要求1所述的方法。

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