CN112764724B - 基于模型的航电系统软件组件生成方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种基于模型的航电系统软件组件生成方法及装置,以及电子设备和计算机存储介质。本公开基于涉众需求信息,利用系统建模工具生成SysML系统模型,并导出为SysML系统模型XML文件,并将其输入到预先生成的插件工具中,构建FACE数据模型XML文件,再利用FACE数据建模工具对FACE数据模型XML文件进行细化和描述,生成FACE数据模型,根据FACE数据模型导出航电系统软件组件的工程文件,形成了航电软件组件开发的标准化参考流程,能够确保航电软件设计的连贯性,有效缩短了航电软件的开发周期,减少了航电软件的开发成本,提高了航电软件在不同航电系统平台上的兼容性。
Description
技术领域
本公开涉及电子信息以及航空航天技术领域,尤其涉及一种基于模型的航电系统软件组件生成方法及装置,以及电子设备和计算机存储介质。
背景技术
随着军用科技的不断发展,空军作战环境的多层次化,以及军事战略在各历史时期的任务要求的改变,军用航电系统架构体系在不断地演进。自60年代早期航电系统架构以来,空军航电系统架构经历了早期航电系统架构、当前作战系统架构、综合航电系统架构和开放式航电系统架构四个阶段。在现阶段中,开放式航电架构已成为主流趋势。
开放式航电架构(OSA)的核心宗旨在于增强航电软件在不同硬件基础的航电系统平台上的可复用性与可移植性,以此来进一步减少航电系统的开发成本与开发时间。当前,开放式航电架构以美国空军提出的未来机载能力环境(FACE)架构为代表与先驱,然而,将其引入到军用领域当中,仍然存在不同供应商所提供的组件与平台组件的不一致性以及现有的成熟商用软件或算法无法应用于采用未来机载能力环境(FACE)标准的军用系统中的问题。
随着装备功能软件化发展,装备系统的软件规模日趋庞大,功能日益复杂,涉及系统监视、数据采集、数据处理、传感器控制、数据传输等多种功能的集成运用。同时,为适应作战环境和作战任务变化,装备功能需能够快速生成运用、持续扩展升级和灵活动态重构。然而当前简单的组件化设计已难以支撑大规模和复杂装备软件的快速研制和升级扩展。
在航空航天系统的开发设计中,电子系统及对应软件体现出日益重要的地位,成为提升系统性能和控制开发成本的关键因素。然而航电系统软件仍旧面临开发周期长、预算超支和改进过程复杂等问题,没有形成一种标准流程化的体系。
发明内容
为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题,本公开提供了一种基于模型的航电系统软件组件生成方法及装置,以及电子设备和计算机存储介质。
第一方面,本公开实施例提供了一种基于模型的航电系统软件组件生成方法,包括:
确定涉众需求信息;
基于涉众需求信息,利用系统建模工具生成SysML系统模型,并将SysML系统模型以XML文件格式导出,生成SysML系统模型XML文件;
利用预先生成的插件工具提取SysML系统模型XML文件的模型信息和系统组件信息,并根据提取的模型信息和系统组件信息生成FACE数据模型XML文件;
利用FACE数据建模工具对FACE数据模型XML文件进行细化和描述,生成FACE数据模型;
根据所述FACE数据模型导出航电系统软件组件的工程文件。
可选地,基于涉众需求信息,利用系统建模工具生成SysML系统模型,包括:
基于涉众需求信息,利用Rhapsody系统建模工具采用HarmonySE系统设计方法生成SysML系统模型。
可选地,HarmonySE系统设计方法包括需求分析模块、功能分析模块、架构分析和设计模块,基于涉众需求信息,利用Rhapsody系统建模工具采用HarmonySE系统设计方法生成SysML系统模型,包括:
利用需求分析模块根据涉众需求信息生成系统需求信息,根据系统需求信息建立系统用例;
利用系统功能分析模块,根据系统需求信息和系统用例构建系统用例的可执行模型;
利用架构分析和设计模块,根据系统需求信息设计系统架构并实现可执行模型,生成SysML系统模型。
可选地,采用HarmonySE系统设计方法生成SysML系统模型的具体步骤如下:
利用需求分析模块根据涉众需求信息生成系统需求信息,根据系统需求信息建立系统用例,具体包括:
分析筛选涉众需求信息并生成系统需求信息,并将系统需求信息和涉众需求关联;
按照航电系统功能、任务软件域和任务级能力对系统需求信息逐层进行分解,根据分解后的系统需求信息定义系统用例;
将分解的系统需求信息与系统用例相关联;
利用系统功能分析模块,根据系统需求信息和系统用例构建系统用例的可执行模型,具体包括:
将系统需求信息转化为系统功能描述信息;
根据系统功能描述信息和系统用例构建系统用例的可执行模型;
利用架构分析和设计模块,根据系统需求信息设计系统架构并实现可执行模型,生成SysML系统模型,具体包括:
对系统需求信息进行分析并设计系统架构;
将可执行模型分配到系统架构中并实现可执行模型;
在系统架构中合并实现的可执行模型并生成SysML系统模型。
可选地,上述利用预先生成的插件工具提取所述SysML系统模型XML文件的模型信息和系统组件信息,并根据所述提取的模型信息和系统组件信息生成FACE数据模型XML文件,包括:
利用预先生成的插件工具提取并解析SysML系统模型XML文件的模型信息和系统组件信息;
根据SysML系统模型XML文件的模型信息和系统组件信息,将SysML系统模型映射为第一FACE数据模型;
将映射的第一FACE数据模型以XML文件形式进行描述,生成FACE数据模型XML文件。
可选地,确定涉众需求信息之前,上述方法还包括生成插件工具,生成插件工具具体实施步骤包括:
构建SysML系统模型和FACE数据模型的XML文件数据集;
解析数据集中SysML系统模型XML文件,确定SysML系统模型的元素组成和特点;
解析数据集中FACE数据模型XML文件,确定FACE数据模型的元素组成和特点;
根据SysML系统模型的元素组成和特点以及FACE数据模型的元素组成和特点确定模型映射关系;
利用Python语言描述模型映射关系,并生成插件工具。
可选地,利用MTF数据建模工具对FACE数据模型XML文件进行细化和描述,生成FACE数据模型,包括:
读取FACE数据模型XML文件;
将读取的FACE数据模型XML文件按照概念数据模型、逻辑数据模型和平台数据模型逐层补充。
第二方面,本公开实施例还提供了一种基于模型的航电系统软件组件生成装置,装置包括:
信息收集模块,用于确定涉众需求信息;
系统模型生成模块,用于基于涉众需求信息,利用系统建模工具生成SysML系统模型,并将SysML系统模型以XML文件格式导出,生成SysML系统模型XML文件;
模型转换模块,用于利用预先生成的插件工具提取SysML系统模型XML文件的模型信息和系统组件信息,并根据提取的模型信息和系统组件信息构建FACE数据模型XML文件;
数据模型生成模块,用于利用FACE数据建模工具对FACE数据模型XML文件进行细化和描述,生成FACE数据模型;
软件组件生成模块,用于根据所述FACE数据模型导出航电系统软件组件的工程文件。
第三方面,本公开实施例还提供了一种电子设备,电子设备包括处理器,处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现上述航电系统软件组件生成方法。
第四方面,本公开实施例还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现上述航电系统软件组件生成方法的步骤。
本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点:
本公开实施例提供了一种基于模型的航电软件组件生成方法及装置,以及电子设备和计算机存储介质。本公开提供的航电软件组件生成方法包括,其中,首先确定涉众需求信息,根据涉众需求信息,利用系统建模工具生成SysML系统模型以及SysML系统模型的XML文件,之后利用预先生成的插件工具提取SysML系统模型XML文件的模型信息和系统组件信息,根据其构建FACE数据模型XML文件,利用数据建模工具对FACE数据模型XML文件进行细化和描述,生成FACE数据模型,根据所述FACE数据模型导出航电系统软件组件的工程文件。本公开实施例提供的航电系统软件组件生成方法,有效的解决了多个平台组件中存在的不一致性以及不兼容性等问题,降低了航电系统软件的开发周期,减少了开发成本,并形成航电系统软件组件化开发的标准化参考流程。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本公开的实施例,并与说明书一起用于解释本公开的原理。
为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本公开实施例提供的一种基于模型的航电系统组件生成方法的流程示意图;
图2为本公开实施例中采用HarmonySE系统设计方法的结构示意图;
图3为本公开实施例提供的一种基于模型的航电系统组件生成装置的结构示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点,下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开,但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施;显然,说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例,而不是全部的实施例。
图1为本公开实施例提供的一种基于模型的航电系统组件生成方法的流程示意图。本公开实施例提供的方法形成了航电软件组件化开发的标准化参考流程,生成软件组件,建立起现有基于模型的航电系统工程设计工具与数据建模工具的联系。如图1所示,航电系统软件组件生成方法具体包括:
步骤101、确定涉众需求信息;
优选的,该涉众需求信息可以为顶层作战概念与任务需求、飞机级功能需求等。
步骤102、基于涉众需求信息,利用系统建模工具生成SysML系统模型,并将SysML系统模型以XML文件格式导出,生成SysML系统模型XML文件;
可选地,基于涉众需求信息,利用系统建模工具生成SysML系统模型,包括:
基于涉众需求信息,利用Rhapsody系统建模工具采用HarmonySE系统设计方法生成SysML系统模型。
可理解的,基于Rhapsody系统建模工具,采用HarmonySE系统设计方法,针对涉众需求信息进行任务系统设计,并将涉众需求信息进行层级化的分解,最终定义功能组件的行为与交互数据。
可理解的,HarmonySE系统设计方法的主要目标是:识别并推导所需的系统功能;识别相关的系统模式和状态;对系统进行结构拆分和细化;把系统功能和模式/状态分配到子系统结构中。
优选地,在Rhapsody系统建模工具中采用Sysml 2.0语言。
图2为本公开实施例中采用的HarmonySE系统设计方法的结构示意图,是图1本公开实施例提供的一种基于模型的航电系统组件生成方法的流程示意图中步骤102的具体实施方式,包括S1021、S1022、S1023和S1024,即,HarmonySE系统设计方法包括需求分析模块S1021、功能分析模块S1022、架构分析和设计模块S1023,基于涉众需求信息,利用Rhapsody系统建模工具采用HarmonySE系统设计方法生成SysML系统模型,具体包括:
利用需求分析模块S1021根据涉众需求信息生成系统需求信息,根据系统需求信息建立系统用例;
可理解的,需求分析模块S1021的目的是分析流程的输入即涉众需求信息,之后,将涉众需求信息翻译成系统需求信息。其中,系统需求定义系统必须做什么以及如何执行。
可选地,利用需求分析模块S1021根据涉众需求信息生成系统需求信息,根据系统需求信息建立系统用例,具体包括:
分析筛选涉众需求信息并生成系统需求信息,并将系统需求信息和涉众需求关联;
可理解的,需求分析模块S1021是对涉众需求的分析和完善,输出是涉众需求规格说明书,之后将涉众需求转变成系统所需要的功能需求,并建立系统需求规格说明书文档初稿,并将确定的系统需求关联到相关的涉众需求上。
按照航电系统功能、任务软件域和任务级能力对系统需求信息逐层进行分解,根据分解后的系统需求信息定义系统用例;
可理解的,用例是从一个特定的操作方面(操作线程)描述系统。它详细描述角色(用户)的行为和角色与用例之间的信息流,但用例不会揭示和暗示系统的内部结构的(黑盒视点)。
优选地,将用例分层结构化,为了实现对顶层任务需求的层级化分解,将按照:航电系统功能、任务软件域和子域、任务级能力的层次对涉众需求信息进行分解,能够实现将任务级能力展开到低层级能力,梳理功能模块间交互关系与接口定义,确定组件设计粒度与交互信息,定义组件行为描述与交互数据语义,形成能力及数据项表的功能。
具体地,利用SysML语言中所定义的用例图,将顶层需求中所描述的航电系统功能分解到不同的任务软件域中。
例如,以机载运行平台为例,先将航电系统功能(按照任务场景划分包括主机飞行任务与从机飞行任务)以用例的形式描述在图中,并以参与者的形式创建各任务软件域(Vxworks653,Vxworks6.8,FC总线,数据分析软件),之后将用例与参与者关联在一起。
具体地,对用例图进一步的细化,将任务级能力以子用例的形式在用例图中进行描述,实现任务需求从任务软件域层次到任务级能力层次的细化。
优选的,任务级能力可以为系巡航任务、探测任务与攻击任务等。
将分解的系统需求信息与系统用例相关联;
利用系统功能分析模块S1022,根据系统需求信息和系统用例构建系统用例的可执行模型;
可理解的,系统功能分析模块S1022是将系统需求信息中的系统功能性需求转化为一个连贯的系统功能描述,其中,分析是基于用例进行的,即:把每一个在需求分析模块S1021中确认的用例翻译成一个可执行模型。
可选地,利用系统功能分析模块S1022,根据系统需求信息和系统用例构建系统用例的可执行模型,具体包括:
将系统需求信息转化为系统功能描述信息;
根据系统功能描述信息和系统用例构建系统用例的可执行模型;
可理解的,对用例模块的行为的定义是通过3个SysML图来展现的,SysML的图形表示是SysML的可视化表示,是用来为系统建模的工具。每一个图在用例行为的详细描述中扮演着一个特定的角色,具体包括:
活动图,活动图称为黑盒用例活动图,描述用例整体功能流。它以活动的方式来组织功能需求,并显示这些活动是如何相互关联的。序列图:序列图被称为黑盒用例序列图,描述用例通过的一个特定路径并定义操作和角色之间的互动。状态图:状态图把活动图(功能流)和序列图(角色之间的互动)的信息聚集在一起。其中,在状态图中,可以展现融合系统状态的背景,并添加了不同优先级的外界影响对系统行为的描述。
利用架构分析和设计模块S1023,根据系统需求信息设计系统架构并实现可执行模型,生成SysML系统模型。
可理解的,架构分析和设计模块S1023是指在所规定的性能约束范围内,对一个物理架构在其实施所需功能的能力上的开发,其中,架构分析和设计模块采用的是自顶向下的工作方法。
可选地,利用架构分析和设计模块S1023,根据系统需求信息设计系统架构并实现可执行模型,生成SysML系统模型,具体包括:
可理解的,架构分析和设计模块S1023包括架构分析和架构设计,其中,架构分析也称为权衡分析研究,考虑到会有一些硬件和软件架构都满足于一组给定的功能性和性能性需求,根据相对重要性的加权,详细阐述出系统权衡分析的各种状况。架构设计是指把功能性需求和非功能性需求分配到架构结构中,架构结构可以是架构分析即前期权衡分析研究的结果或是一个给定的架构结构,这种分配过程是迭代式的,在其过程中,还可以用不同的分配策略进行分析和设计。
对系统需求信息进行分析并设计系统架构;
将可执行模型分配到系统架构中并实现可执行模型;
在系统架构中合并实现的可执行模型并生成SysML系统模型。
例如,以机载运行平台为例,在系统架构设计过程中对可执行的用例模型进行实现,将黑盒用例活动图以及黑盒用例序列图转换为白盒图,以泳道图的形式将功能分配到任务级组件中,其中,任务级组件包括传感器模型、运动模型组件、数据融合组件和DDS中间件等。最后,在内部模块图中对端口以及交互数据进行详细定义。
步骤103、利用预先生成的插件工具提取SysML系统模型XML文件的模型信息和系统组件信息,并根据提取的模型信息和系统组件信息生成FACE数据模型XML文件;
可理解的,插件工具通过将Rhapsody系统建模工具导出的XML文件转换为MTF可以读取的格式,最终实现系统设计模型到FACE数据建模的设计通道。
优选地,借助Python中的XML工具箱实现对SysML模型XML文件的读取和信息提取。
可选地,上述利用预先生成的插件工具提取SysML系统模型XML文件的模型信息和系统组件信息,并根据提取的模型信息和系统组件信息生成FACE数据模型XML文件,包括:
利用预先生成的插件工具提取并解析SysML系统模型XML文件的模型信息和系统组件信息;
根据SysML系统模型XML文件的模型信息和系统组件信息,将SysML系统模型映射为第一FACE数据模型;
将映射的第一FACE数据模型以XML文件形式进行描述,生成FACE数据模型XML文件。
可理解的,上述提取解析SysML系统模型XML文件、模型映射以及FACE数据模型XML文件生成,都是基于预先生成的插件工具完成的。其中,第一FACE数据模型是根据生成的SysML系统模型的信息,按照两个模型之间的映射关系,逐层确定生成的,是利用预先生成的插件工具构建的第一FACE数据模型,而最后得到的FACE数据模型是利用MTF软件基于构建的第一FACE数据模型XML文件生成的。
可选地,确定涉众需求信息之前,上述方法还包括生成插件工具,生成插件工具具体实施步骤包括:
构建SysML系统模型和FACE数据模型的XML文件数据集;
可选地,通过在Rhapsody系统建模工具中安装Rhapsody add on(增强功能)中的XMI模块,用于将XML元数据交换,可以将Rhapsody中的系统模型以XML的形式导出。
具体地,导出的XML文件主要由Rhapsody系统模块、自定义模块以及文件信息模块三部分组成,其中自定义模块包含着所设计的系统模块交互信息等内容。
解析数据集中SysML系统模型XML文件,确定SysML系统模型的元素组成和特点;
解析数据集中FACE数据模型XML文件,确定FACE数据模型的元素组成和特点;
根据SysML系统模型的元素组成和特点以及FACE数据模型的元素组成和特点确定模型映射关系;
利用Python语言描述模型映射关系,并生成插件工具。
可理解的,在上述HarmonySE系统设计过程中,在架构分析和设计模块S1023完成系统的结构设计,通过模块定义图以及内部模块图来描述系统的静态结构,并在图中完成端口定义,其中,模块定义图与内部模块图主要阐述了系统的数据关系以及具体功能模块之间的数据交互,但其无法被直接应用到实际的组件编程开发过程中,因此,本公开实施例提供的插件工具通过对SysML系统模型XML文件和FACE数据模型XML文件的模型信息进行解析,根据解析内容建立两者的映射关系,并将映射关系利用计算机语言描述出来,生成插件工具,能够有效解决上述问题。
可选地,插件工具分别连接系统建模工具以及数据建模工具。
可理解的,插件工具构建了SysML模型到FACE数据模型、MBSE建模工具到FACE数据建模工具之间通道,使得整个航电系统设计开发更加的连贯,同时减小开发过程中的工作量以及可能出现的人为误差。
步骤104、利用FACE数据建模工具对FACE数据模型XML文件进行细化和描述,生成FACE数据模型。
可选地,利用MTF数据建模工具对FACE数据模型XML文件进行细化和描述,生成FACE数据模型,包括:
读取FACE数据模型XML文件;
将读取的FACE数据模型XML文件按照概念数据模型、逻辑数据模型和平台数据模型逐层补充,生成FACE数据模型。
优选的,利用MTF(Modeling Tools for FACE Software Development)工具,基于FACE2.1标准进行数据建模。
步骤105、根据FACE数据模型导出航电系统软件组件的工程文件。
可理解的,利用MTF软件根据FACE数据模型可以直接导出所开发的航电系统软件组件的工程文件,其中,工程文件包括组件定义、组件关系描述以及数据定义等。
本公开实施例提供的一种基于模型的航电系统软件组件生成方法,通过确定涉众需求信息,根据涉众需求信息,利用系统建模工具生成SysML系统模型以及SysML系统模型的XML文件,之后利用预先生成的插件工具提取SysML系统模型XML文件的模型信息和系统组件信息,根据其构建FACE数据模型XML文件,利用FACE数据建模工具对FACE数据模型XML文件进行细化和描述,生成FACE数据模型,根据所述FACE数据模型导出航电系统软件组件的工程文件,形成了航电软件组件生成的标准化参考流程,能够缩短开发周期,较少开发成本,同时还能增强航电软件在不同平台的兼容性。
本公开实施例还提供了一种基于模型的航电系统软件组件生成装置,图3为本公开实施例一种基于模型的航电系统组件生成装置的结构示意图。如图3所示,航电系统软件组件生成装置包括信息收集模块S110、系统模型生成模块S120、模型转换模块S130、数据模型生成模块S140以及软件组件生成模块S150,模块的具体实施步骤包括:
信息收集模块S110,用于确定涉众需求信息;
可选地,涉众需求信息可以为顶层的作战概念与任务需求;
系统模型生成模块S120,用于基于涉众需求信息,利用系统建模工具生成SysML系统模型,并将SysML系统模型以XML文件格式导出,生成SysML系统模型XML文件;
可选地,基于涉众需求信息,利用系统建模工具生成SysML系统模型,包括:
基于涉众需求信息,利用Rhapsody系统建模工具采用HarmonySE系统设计方法生成SysML系统模型。
可选地,HarmonySE系统设计方法包括需求分析模块、功能分析模块、架构分析和设计模块,基于涉众需求信息,利用Rhapsody系统建模工具采用HarmonySE系统设计方法生成SysML系统模型,包括:
利用需求分析模块根据涉众需求信息生成系统需求信息,根据系统需求信息建立系统用例;
利用系统功能分析模块,根据系统需求信息和系统用例构建系统用例的可执行模型;
利用架构分析和设计模块,根据系统需求信息设计系统架构并实现可执行模型,生成SysML系统模型。
模型转换模块S130,用于利用预先生成的插件工具提取SysML系统模型XML文件的模型信息和系统组件信息,并根据提取的模型信息和系统组件信息构建FACE数据模型XML文件;
可选地,确定涉众需求信息之前,方法还包括生成插件工具,生成插件工具的具体实施步骤包括:
构建SysML系统模型和FACE数据模型的XML文件数据集;
解析数据集中SysML系统模型XML文件,确定SysML系统模型的元素组成和特点;
解析数据集中FACE数据模型XML文件,确定FACE数据模型的元素组成和特点;
根据SysML系统模型的元素组成和特点以及FACE数据模型的元素组成和特点确定模型映射关系;
利用Python语言描述模型映射关系,并生成插件工具。
数据模型生成模块S140,用于利用FACE数据建模工具对FACE数据模型XML文件进行细化和描述,生成FACE数据模型。
可选地,利用MTF数据建模工具对FACE数据模型XML文件进行细化和描述,生成FACE数据模型,包括:
读取FACE数据模型XML文件;
将读取的FACE数据模型XML文件按照概念数据模型、逻辑数据模型和平台数据模型逐层补充,生成FACE数据模型。
本公开实施例提供的一种基于模型的航电系统软件组件生成装置,包括,信息收集模块S110、系统模型生成模块S120、模型转换模块S130、数据模型生成模块S140以及软件组件生成模块S150,通过信息收集模块S11确定涉众需求信息,利用系统模型生成模块S120生成系统模型和系统模型XML文件,之后模型转换模块S130将系统模型XML文件转换成数据模型XML文件,数据模型生成模块S140根据数据模型XML文件生成数据模型,软件组件生成模块S150根据数据模型导出航电系统软件组件的工程文件,打通了现有技术中系统建模工具与数据建模工具中的壁垒,形成了航电系统软件组件化的标准流程,能够有效的减少航电系统软件生成的周期。
本公开实施例还提供了一种电子设备,电子设备包括处理器,处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现上述航电系统软件组件生成方法。
本公开实施例还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现上述航电系统软件组件生成方法的步骤。
需要说明的是,在本文中,诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅是本公开的具体实施方式,使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本公开将不会被限制于本文的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种基于模型的航电系统软件组件生成方法,其特征在于,包括:
确定涉众需求信息;
基于所述涉众需求信息,利用系统建模工具生成SysML系统模型,并将所述SysML系统模型以XML文件格式导出,生成SysML系统模型XML文件;
利用预先生成的插件工具提取所述SysML系统模型XML文件的模型信息和系统组件信息,并根据所述提取的模型信息和系统组件信息生成FACE数据模型XML文件;
利用FACE数据建模工具对所述FACE数据模型XML文件进行细化和描述,生成FACE数据模型;
根据所述FACE数据模型导出航电系统软件组件的工程文件;
所述利用预先生成的插件工具提取所述SysML系统模型XML文件的模型信息和系统组件信息,并根据所述提取的模型信息和系统组件信息生成FACE数据模型XML文件,包括:
利用预先生成的插件工具提取并解析所述SysML系统模型XML文件的模型信息和系统组件信息;
根据所述SysML系统模型XML文件的模型信息和系统组件信息,将所述SysML系统模型映射为第一FACE数据模型;
将所述第一FACE数据模型以XML文件形式进行描述,生成FACE数据模型XML文件。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于涉众需求信息,利用系统建模工具生成SysML系统模型,包括:
基于所述涉众需求信息,利用Rhapsody系统建模工具采用HarmonySE系统设计方法生成SysML系统模型。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述HarmonySE 系统设计方法包括需求分析模块、功能分析模块、架构分析和设计模块,所述基于所述涉众需求信息,利用Rhapsody系统建模工具采用HarmonySE系统设计方法生成SysML系统模型,包括:
利用所述需求分析模块根据所述涉众需求信息生成系统需求信息,根据所述系统需求信息建立系统用例;
利用系统功能分析模块,根据所述系统需求信息和所述系统用例构建所述系统用例的可执行模型;
利用架构分析和设计模块,根据所述系统需求信息设计系统架构并实现所述可执行模型,生成SysML系统模型。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述采用HarmonySE系统设计方法生成SysML系统模型的具体步骤如下:
所述利用所述需求分析模块根据所述涉众需求信息生成系统需求信息,根据所述系统需求信息建立系统用例,具体包括:
分析筛选所述涉众需求信息并生成系统需求信息,并将所述系统需求信息和所述涉众需求关联;
按照航电系统功能、任务软件域和任务级能力对所述系统需求信息逐层进行分解,根据所述分解后的系统需求信息定义系统用例;
将所述分解的系统需求信息与所述系统用例相关联;
所述利用所述系统功能分析模块,根据所述系统需求信息和所述系统用例构建所述系统用例的可执行模型,具体包括:
将所述系统需求信息转化为系统功能描述信息;
根据所述系统功能描述信息和所述系统用例构建所述系统用例的可执行模型;
所述利用架构分析和设计模块,根据所述系统需求信息设计系统架构并实现所述可执行模型,生成SysML系统模型,具体包括:
对所述系统需求信息进行分析并设计系统架构;
将所述可执行模型分配到所述系统架构中并实现所述可执行模型;
在所述系统架构中合并所述实现的可执行模型并生成SysML系统模型。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,确定涉众需求信息之前,所述方法还包括生成插件工具,所述生成插件工具具体实施步骤包括:
构建SysML系统模型和FACE数据模型的XML文件数据集;
解析所述数据集中SysML系统模型XML文件,确定所述SysML系统模型的元素组成和特点;
解析所述数据集中FACE数据模型XML文件,确定所述FACE数据模型的元素组成和特点;
根据所述SysML系统模型的元素组成和特点以及所述FACE数据模型的元素组成和特点确定模型映射关系;
利用Python语言描述所述模型映射关系,并生成插件工具。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述利用MTF数据建模工具对所述FACE数据模型XML文件进行细化和描述,生成FACE数据模型,包括:
读取所述FACE数据模型XML文件;
将所述读取的FACE数据模型XML文件按照概念数据模型、逻辑数据模型和平台数据模型逐层补充,生成FACE数据模型。
7.一种基于模型的航电系统软件组件生成装置,其特征在于,所述装置包括:
信息收集模块,用于确定涉众需求信息;
系统模型生成模块,用于基于所述涉众需求信息,利用系统建模工具生成SysML系统模型,并将所述SysML系统模型以XML文件格式导出,生成SysML系统模型XML文件;
模型转换模块,用于利用预先生成的插件工具提取所述SysML 系统模型XML文件的模型信息和系统组件信息,并根据所述提取的模型信息和系统组件信息构建FACE数据模型XML文件;
数据模型生成模块,用于利用FACE数据建模工具对所述FACE数据模型XML文件进行细化和描述,生成FACE数据模型;
软件组件生成模块,用于根据所述FACE数据模型导出航电系统软件组件的工程文件;
其中,模型转换模块用于:
利用预先生成的插件工具提取并解析所述SysML系统模型XML文件的模型信息和系统组件信息;
根据所述SysML系统模型XML文件的模型信息和系统组件信息,将所述SysML系统模型映射为第一FACE数据模型;
将所述第一FACE数据模型以XML文件形式进行描述,生成FACE数据模型XML文件。
8.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括处理器,所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如权利要求1-6任一所述的航电系统软件组件生成方法。
9.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任一所述的航电系统软件组件生成方法的步骤。
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105159670A (zh) * | 2015-08-24 | 2015-12-16 | 中国航空无线电电子研究所 | 一种通用座舱显示控制系统软件开发框架 |
CN106201480A (zh) * | 2016-06-30 | 2016-12-07 | 中国航空无线电电子研究所 | 一种座舱显示控制系统软件架构管理平台 |
CN109491642A (zh) * | 2018-11-01 | 2019-03-19 | 成都信息工程大学 | 一种基于场景的需求建模系统及方法、信息数据处理终端 |
CN110989975A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-04-10 | 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心 | 航空电子系统功能性需求生成方法、系统及存储介质 |
CN111158639A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-05-15 | 中国北方发动机研究所(天津) | 基于mbse模型的高压共轨柴油机系统的设计方法 |
CN112114801A (zh) * | 2020-09-02 | 2020-12-22 | 南京航空航天大学 | 一种面向ima的aadl多范式建模及自动生成c代码的方法 |
CN112163337A (zh) * | 2020-09-27 | 2021-01-01 | 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心 | 基于SysML的航电协同设计方法及系统 |
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105159670A (zh) * | 2015-08-24 | 2015-12-16 | 中国航空无线电电子研究所 | 一种通用座舱显示控制系统软件开发框架 |
CN106201480A (zh) * | 2016-06-30 | 2016-12-07 | 中国航空无线电电子研究所 | 一种座舱显示控制系统软件架构管理平台 |
CN109491642A (zh) * | 2018-11-01 | 2019-03-19 | 成都信息工程大学 | 一种基于场景的需求建模系统及方法、信息数据处理终端 |
CN110989975A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-04-10 | 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心 | 航空电子系统功能性需求生成方法、系统及存储介质 |
CN111158639A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-05-15 | 中国北方发动机研究所(天津) | 基于mbse模型的高压共轨柴油机系统的设计方法 |
CN112114801A (zh) * | 2020-09-02 | 2020-12-22 | 南京航空航天大学 | 一种面向ima的aadl多范式建模及自动生成c代码的方法 |
CN112163337A (zh) * | 2020-09-27 | 2021-01-01 | 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心 | 基于SysML的航电协同设计方法及系统 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
An Integrated Approach to Model Based Engineering with SysML, AADL and FACE;Wang Zhe 等;《SAE Technical Paper 2018-01-1942》;20181030;第2、5、7节 * |
一种SysML模型到AADL模型的自动转换方法;马燕燕 等;《计算机工程与科学》;20200331;第42卷(第3期);摘要,第2、6节 * |
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