CN116643732B - 基于软件无线电通信的不同建模系统联合代码生成的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及基于软件无线电通信的不同建模系统联合代码生成的方法，包括物理模型构建系统与行为模型构建系统；步骤为：A.在物理模型构建系统进行SCA物理模型的建模，生成SCA域描述文件和框架代码；B.物理模型构建系统调用行为模型构建系统指令，根据SCA域描述文件生成架构模型源文件；C.行为模型构建系统将架构模型的组件分别连接到对应的行为模型；D.生成组件的逻辑代码；E.将逻辑代码嵌入到框架代码的用户接口类中，在物理模型构建系统中进行编译后下载到目标平台中进行部署启动。本发明能够将两种独立的系统联系起来形成交互，快速实现模型的仿真以及自动化代码生成，快速构建出框架与逻辑结合的完整模型代码。
Description
技术领域
本发明涉及计算机代码的生成方法，具体是基于软件无线电通信的不同建模系统联合代码生成的方法。
背景技术
软件无线电通信（SDR）是一种无线电广播通信技术，它是基于软件定义的无线通信协议而非通过硬连线实现，包括频带、空中接口协议和功能都可通过软件下载和更新来升级，而不用完全更换硬件。它是针对构建多模式、多频和多功能无线通信设备的问题提供有效而安全的解决方案。软件无线电通信可以用一个单一的通用无线电（由通用硬件构建）替代几个不同的无线电（功能由硬件定义和限制），这些无线电可以通过软件重新配置，即通过软件来控制性能参数，如波长、调制或加密。为了使无线电之间的互操作性成为可能，软件通信体系结构（SCA，Software Communication Architecture）标准是一个关键元素，SCA是在联合战术无线电系统开发软件可配置无线电台的基本需求上，建立的独立于具体应用的软件无线电体系结构，SCA继承了SDR的核心设计思想，构造了一个具有开放性、标准化、模块化的通用硬件平台，将各种功能，例如工作频段、调制解调类型、数据格式、加密模式、通信协议等用软件来实现，通过在设备上面集成不同的通信软件可以实现不同的通信模式和功能。
Simulink是基于Matlab（MathWorks公司出品的商业数学软件）的框图设计建模系统，可以用来对各种动态系统进行建模、分析和仿真，任何能用数学模型来描述的系统都可以在Simulink中进行建模和仿真。Simulink提供了一个开放式的环境，允许用户扩展功能，将自己的算法和逻辑集成到流程中。
E-Spectra CX是一个模型驱动开发系统，能够简化并加速SCA/SDR的开发，对开发过程中的内容进行跟踪和验证。允许用户在模型驱动开发的生命周期所有阶段（建模、开发、执行、验证、生成和测试）进行工作。
由于Simulink和E-Spectra CX是两个独立的系统，并且Simulink并不专用于SCA/SDR的建模，因此将Simulink直接用于SCA/SDR的开发存在一些不便之处。如何将这两种独立的系统联合起来协同工作，是提高SCA/SDR建模和验证、仿真、部署代码生成，以及构建出框架与逻辑结合的完整的系统的重要环节。
发明内容
本发明提供了一种基于软件无线电通信的不同建模系统联合代码生成的方法，以将Simulink行为模型构建系统和E-Spectra CX物理模型构建系统两种独立的系统联系起来形成交互，快速实现原型模型的仿真以及自动化代码生成，快速构建出框架与逻辑结合的完整模型代码。
本发明基于软件无线电通信的不同建模系统联合代码生成的方法，包括物理模型构建系统与行为模型构建系统；
步骤包括：
A.在所述物理模型构建系统中进行SCA物理模型的建模，然后生成SCA域描述文件和框架代码；
B.物理模型构建系统调用行为模型构建系统的指令，使行为模型构建系统根据SCA域描述文件生成与SCA物理模型结构完全一致的架构模型源文件；
C.所述行为模型构建系统打开所述架构模型源文件，将架构模型源文件中的架构模型的每一个组件分别连接到行为模型构建系统构建的对应的行为模型，由此便将所述SCA物理模型赋予了逻辑行为；
D.行为模型构建系统根据所述行为模型，选择需要进行代码生成的组件以及目标位置，通过代码生成功能生成组件的逻辑代码；
E.行为模型构建系统将所述逻辑代码自动嵌入到物理模型构建系统生成的框架代码的用户接口类中，并在物理模型构建系统中进行代码编译，得到代码编译后的二进制文件，最后将所述二进制文件下载到目标平台中进行部署启动。
本发明通过物理模型构建系统构建SCA物理模型，得到SCA（软件通信体系结构）的波形物理视图，该波形物理视图由各个组件和组件的端口、接口、属性等元素组成，在组件内部并无逻辑单元，因此SCA物理模型没有逻辑行为能力。物理模型构建系统根据生成结构性的SCA域描述文件，得到架构模型源文件，架构模型源文件中的所有元素与所述波形物理视图的元素一一匹配。
在行为模型构建系统中，依赖行为模型构建系统的模型库，可以很方便快捷的搭建出符合逻辑的行为模型，将这些行为模型分别和对应的组件连接起来，就得到了具有完整逻辑的架构模型。然后通过代码生成功能生成生成逻辑代码，将所述逻辑代码自动嵌入到物理模型构建系统生成的框架代码的用户接口类中编译成二进制文件，下载到目标平台中进行部署。
进一步的，步骤A在所述物理模型构建系统中进行SCA物理模型的建模后，验证所述SCA物理模型是否符合SCA4（SCA标准中的其中一个版本）的规则，验证通过后，再生成SCA域描述文件和框架代码。
进一步的，步骤B中，所述物理模型构建系统通过DOS命令（DOS操作系统的命令）来调用行为模型构建系统的指令。
进一步的，步骤C中，将架构模型的每一个组件分别连接到对应的行为模型后，通过所述行为模型构建系统的仿真功能对所述行为模型进行验证和调试。
通过观察仿真结果，可以快速的验证架构模型中物理架构的组件关系、接口连通情况、端口传输和数据流向是否准确，以及行为模型的逻辑正确性。
具体的，所述验证和调试，是行为模型构建系统通过仿真功能对行为模型进行仿真，通过仿真结果与预期值的比对来验证行为模型是否正确，以及需要调试的方式。
进一步的，步骤D所述通过代码生成功能生成组件的逻辑代码，是通过行为模型构建系统的嵌入式代码生成模块生成嵌入式的逻辑代码，然后在步骤E中通过文件I/O操作，将所述嵌入式的逻辑代码嵌入到物理模型构建系统生成的框架代码的用户接口类中。通过逻辑代码和框架代码相结合，得到具有完整逻辑行为的部署模型。
具体的，所述步骤E的文件I/O操作，是通过标准I/O接口，将所述逻辑代码转换为字符流，然后通过文件定位操作找到该逻辑代码需要插入的位置进行数据写入。
本发明的有益效果包括：
1、将物理模型构建系统与行为模型构建系统相结合，提供了完整的符合SCA标准的模型构建流程。
2、通过模型化的方式实现了框架代码和逻辑代码的自动生成，全程无需任何手写代码，极大的提高了开发效率，减少了人力成本。
3、避免了手写代码的过程中人为产生的错误。
附图说明
图1为本发明的流程图。
图2为本发明的逻辑框图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
如图1和图2所示，本发明基于软件无线电通信的不同建模系统联合代码生成的方法，包括物理模型构建系统与行为模型构建系统；本实施例中所述物理模型构建系统采用E-Spectra CX系统，行为模型构建系统采用Simulink系统。
步骤包括：
A.在所述E-Spectra CX系统（物理模型构建系统）中进行SCA物理模型的建模，然后验证所述SCA物理模型是否符合SCA4（SCA标准中的其中一个版本）的规则，验证通过后，生成SCA域描述文件和框架代码，例如C或C++的框架代码；
B.所述E-Spectra CX系统通过DOS命令（DOS操作系统的命令）调用Simulink系统（行为模型构建系统）的指令，使Simulink系统根据SCA域描述文件生成与SCA物理模型结构完全一致的架构模型源文件。因为E-Spectra CX是基于Eclipse工具开发的的，因此可以通过Eclipse的插件功能，开发出eclipse plugin插件，在这个插件中实现了使用javaRuntime类提供的exec方法，调用在exec方法中的DOS命令实现了Simulink系统的指令；
C.所述Simulink系统打开所述架构模型源文件，将架构模型源文件中的架构模型的每一个组件分别连接到Simulink系统构建的对应的行为模型。然后通过所述Simulink系统的仿真功能对所述行为模型进行验证和调试。所述验证和调试，是Simulink系统通过仿真功能对行为模型进行仿真，通过仿真结果与预期值的比对来验证行为模型是否正确，以及需要调试的方式。通过Scope模块观察仿真结果，可以快速的验证架构模型中物理架构的组件关系、接口连通情况、端口传输和数据流向是否准确，以及行为模型的逻辑正确性，是Simulink系统仿真常规的模型验证方式。由此便将所述SCA物理模型赋予了逻辑行为；
D.所述Simulink系统根据所述行为模型，选择需要进行代码生成的组件以及目标位置，通过Simulink系统的嵌入式代码生成模块生成嵌入式的逻辑代码，例如与所述框架代码对应的C或C++的逻辑代码；
E.所述Simulink系统通过标准I/O接口，将所述逻辑代码转换为字符流，然后通过文件定位操作找到该逻辑代码需要插入的位置进行数据写入。将所述嵌入式的逻辑代码嵌入到E-Spectra CX系统生成的框架代码的用户接口类中，然后在E-Spectra CX系统中进行代码编译，得到代码编译后的二进制文件，最后将所述二进制文件下载到目标平台中进行部署启动。
本发明通过E-Spectra CX系统构建SCA物理模型，得到SCA（软件通信体系结构）的波形物理视图，该波形物理视图由各个组件和组件的端口、接口、属性等元素组成，在组件内部并无逻辑单元，因此SCA物理模型没有逻辑行为能力。E-Spectra CX系统根据生成结构性的SCA域描述文件，得到架构模型源文件，架构模型源文件中的所有元素与所述波形物理视图的元素一一匹配。
在Simulink系统中，依赖Simulink系统的模型库，可以很方便快捷的搭建出符合逻辑的行为模型，将这些行为模型分别和对应的组件连接起来，就得到了具有完整逻辑的架构模型。
在E-Spectra CX系统中，根据SCA物理模型的物理架构可以直接生成SCA波形的框架代码，但是并无具体逻辑，Simulink系统构建的行为模型是具有逻辑行为的模型，分别连接各个组件，扩展了RTW功能（Real-Time Workshop，由MathWorks公司开发的一款工具，可将Simulink模型自动生成实时代码，并生成可以在嵌入式系统中运行的C或C++软件的文件），定制化的开发了针对E-Spectra CX框架代码的逻辑，封装了一系列的指令和函数来完成整个操作。运行指令后，首先会选择需要生成代码的行为模型，然后通过TLC（TripleLayer Communication，一种软件通信体系的三层结构模型）生成逻辑代码，对生成的逻辑代码使用文件操作功能，与E-Spectra CX的框架代码进行同名匹配，找到正确的位置，嵌入逻辑代码。整个过程无需手动编码，即可完成了框架代码和逻辑代码的结合。
本发明将Simulink系统与E-Spectra CX系统有效的关联结合，提供出了完整的符合SCA标准的部署模型代码构建流程，通过模型化的技术实现了流程中框架代码和逻辑代码的自动生成，全程无需任何手写代码，极大的提高了开发效率、减少了人力成本，并且避免了人为产生的错误。
以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做相关的变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。
Claims (7)
1.基于软件无线电通信的不同建模系统联合代码生成的方法，其特征为：包括物理模型构建系统与行为模型构建系统，所述物理模型构建系统采用E-Spectra CX系统，行为模型构建系统采用Simulink系统；
步骤包括：
A.在所述物理模型构建系统中进行SCA物理模型的建模，然后生成SCA域描述文件和框架代码；
B.物理模型构建系统调用行为模型构建系统的指令，使行为模型构建系统根据SCA域描述文件生成与SCA物理模型结构完全一致的架构模型源文件；
C.所述行为模型构建系统打开所述架构模型源文件，将架构模型源文件中的架构模型的每一个组件分别连接到行为模型构建系统构建的对应的行为模型，由此便将所述SCA物理模型赋予了逻辑行为；
D.行为模型构建系统根据所述行为模型，选择需要进行代码生成的组件以及目标位置，通过代码生成功能生成组件的逻辑代码；
E.行为模型构建系统将所述逻辑代码自动嵌入到物理模型构建系统生成的框架代码的用户接口类中，并在物理模型构建系统中进行代码编译，得到代码编译后的二进制文件，最后将所述二进制文件下载到目标平台中进行部署启动。
2.如权利要求1所述基于软件无线电通信的不同建模系统联合代码生成的方法，其特征为：步骤A在所述物理模型构建系统中进行SCA物理模型的建模后，验证所述SCA物理模型是否符合SCA4的规则，验证通过后，再生成SCA域描述文件和框架代码。
3.如权利要求1所述基于软件无线电通信的不同建模系统联合代码生成的方法，其特征为：步骤B中，所述物理模型构建系统通过DOS命令来调用行为模型构建系统的指令。
4.如权利要求1所述基于软件无线电通信的不同建模系统联合代码生成的方法，其特征为：步骤C中，将架构模型的每一个组件分别连接到对应的行为模型后，通过所述行为模型构建系统的仿真功能对所述行为模型进行验证和调试。
5.如权利要求4所述基于软件无线电通信的不同建模系统联合代码生成的方法，其特征为：所述验证和调试，是行为模型构建系统通过仿真功能对行为模型进行仿真，通过仿真结果与预期值的比对来验证行为模型是否正确，以及需要调试的方式。
6.如权利要求1所述基于软件无线电通信的不同建模系统联合代码生成的方法，其特征为：步骤D所述通过代码生成功能生成组件的逻辑代码，是通过行为模型构建系统的嵌入式代码生成模块生成嵌入式的逻辑代码，然后在步骤E中通过文件I/O操作，将所述嵌入式的逻辑代码嵌入到物理模型构建系统生成的框架代码的用户接口类中。
7.如权利要求6所述基于软件无线电通信的不同建模系统联合代码生成的方法，其特征为：所述步骤E的文件I/O操作，是通过标准I/O接口，将所述逻辑代码转换为字符流，然后通过文件定位操作找到该逻辑代码需要插入的位置进行数据写入。
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Denomination of invention: A method for joint code generation of different modeling systems based on software radio communication Granted publication date: 20231024 Pledgee: Agricultural Bank of China Limited by Share Ltd. Chengdu high tech Industrial Development Zone Branch Pledgor: Chengdu Xieying Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2024510000088 |
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