CN117075874A - Scade模型与c代码的映射工具 - Google Patents

Abstract

本发明的SCADE模型与C代码的映射工具，包括模型文件解析模块、映射文件解析模块、C文件解析模块、模型重绘模块、映射关系模块、代码渲染模块及界面显示模块，映射工具能同时显示SCADE模型及对应的C代码文件，并追踪SCADE模型内各个模型元素分别与C代码文件中各部分代码之间的对应关系，能在二者之间自动跳转并高亮显示。本发明映射工具不仅提供了一种直观的方式来理解SCADE模型和生成的C代码之间的关系，也极大地简化了代码的阅读和调试过程。开发者不再需要在模型和代码之间来回切换，或者手动查找代码或者模型元素，解决现有技术中无法直观显示SCADE模型与对应C代码之间关系的问题，从而大大提高了开发效率。

Description

SCADE模型与C代码的映射工具

技术领域

本发明是在SCADE模型和所生成的C代码之间建立映射关系的工具。该工具适用于基于SCADE模型驱动开发的嵌入式软件开发，能快速地在SCADE模型和对应的C代码之间进行切换，以显示模型和C代码之间的对应关系。

背景技术

在嵌入式软件开发领域，使用MBD(Model-Based Development)工具如SCADE等进行软件开发已经成为一种常见的方法。MBD工具通过图形化建模方式来描述嵌入式软件的行为，并能够自动生成相应的代码。拥有开发效率高、错误少，维护成本低，复用性高等优点。

然而，尽管SCADE可以生成高质量的C代码，但是它并不能提供足够的支持来帮助开发者理解和调试这些代码。SCADE生成的代码通常是非常复杂的，包含大量的控制结构和数据操作。SCADE并没有提供任何工具来显示模型和生成的C代码之间的对应关系。这意味着，当开发者在阅读生成的代码时，他们无法知道哪段代码对应于模型中的哪个元素，从而无法根据C代码快速定位需修改的模型。与此同时，现有的代码分析和理解工具通常只关注源代码本身，而忽略了源代码与其原始模型之间的关系。这些工具通常提供了诸如语法高亮、代码折叠、代码搜索等基本功能，但是它们并不能提供直接从模型到代码的映射。这使得代码很难被人类理解，这一问题严重影响了开发效率。

因此，开发一种能够实现SCADE模型和生成的C代码之间映射关系的工具，对于提高SCADE模型驱动开发的效率具有重要的实际意义。这样的工具可以帮助开发者快速定位模型和代码之间的对应关系，从而极大地提高了代码的调试效率和开发的便利性。

发明内容

本发明提供了一种能在SCADE模型与C代码之间完成映射的工具，能够实现模型与代码的双向映射。

本发明提供了一种SCADE模型与C代码的映射工具，所述映射工具在使用时作为一个独立程序打开，与SCADE无关联，当开发者使用时，双击该映射工具的exe文件即可打开；

该工具包括模型文件解析模块、映射文件解析模块、C文件解析模块、模型重绘模块、映射关系模块、代码渲染模块及界面显示模块，其中，

模型文件解析模块读取并解析SCADE的模型文件.xscade；

映射文件解析模块用于解析SCADE生成的映射文件mapping.xml；

C文件解析模块用于解析SCADE生成的C代码文件；

模型重绘模块用于对解析的.xscade模型文件对进行图形绘制，并通过界面显示模块显示出模型的图形外观；

代码渲染模块用于对C代码按照C语言的语法进行高亮显示；

映射关系模块用于完成对模型中的各模型元素与C代码文件中的各部分代码进行相互索引，并将索引信息分别发送至模型重绘模块及C代码渲染模块，以便对索引到的模型元素和代码进行高亮显示；

界面显示模块为与开发者进行交互的界面，用于工程设置、索引各模型及C代码文件，并能以选项卡方式显示重绘的SCADE模型外观及渲染后的C代码；

所述映射工具能同时显示SCADE模型及对应的C代码文件，并追踪SCADE模型内各个模型元素分别与C代码文件中各部分代码之间的对应关系，能在二者之间自动跳转并高亮显示。

本发明映射工具不仅提供了一种直观的方式来理解SCADE模型和生成的C代码之间的关系，也极大地简化了代码的阅读和调试过程。开发者不再需要在模型和代码之间来回切换，或者手动查找代码或者模型元素，解决现有技术中无法直观显示SCADE模型与对应C代码之间关系的问题，从而大大提高了开发效率。

附图说明

图1为本发明映射工具的结构框图；

图2为本发明的模型代码映射示意图；

图3为本发明的SCADE文件产出及输入文件示意图；

图4为本发明的mapping.xml文件示例；

图5为模型在SCADE中显示

图6为模型在本发明的映射工具显示；

图7为本发明的点击SCADE的状态机模型元素时的弹出框；

图8为本发明的C代码高亮显示图；

图9为本发明的双击C代码时的弹出框；

图10为本发明的SCADE的状态机模型高亮显示图；

图11为本发明优选实施例中的SCADE的IBD模型实例；

图12为本发明优选实施例中的点击SCADE的IBD模型元素时的弹出框；

图13为本发明优选实施例中的C代码高亮显示图；

图14为本发明优选实施例中的双击C代码时的弹出框；

图15为本发明优选实施例中的SCADE的IBD模型高亮显示图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细的说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应该指出的是，本发明说明书中所指的既有情况，并不代表其已是公开的现有技术，只是为了便于在此基础上阐明本发明的关键技术和创新之处。

本发明映射工具是基于Qt开发的桌面应用程序。其使用时作为一个独立程序打开，与SCADE无关联。当开发者使用时双击该工具exe文件即可打开。该工具包括模型文件解析模块、映射文件解析模块、C文件解析模块、模型重绘模块、映射关系模块、代码渲染模块及界面显示模块，如图1所示。其中：

a)模型文件解析模块读取并解析SCADE的模型文件.xscade；

b)映射文件解析模块用于解析SCADE生成的映射文件mapping.xml；

c)C文件解析模块用于解析SCADE生成的C文件；

d)模型重绘模块用于对解析的.xscade模型文件对进行图形绘制，并通过界面显示模块显示出模型的图形外观；

e)代码渲染模块用于对C代码按照C语言的语法进行高亮显示；

f)映射关系模块用于完成对模型中的各模型元素与C代码文件中的各部分代码进行相互索引，并将索引信息分别发送至模型重绘模块及C代码渲染模块，以便对索引到的模型元素和代码进行高亮显示；

g)界面显示模块为与开发者进行交互的界面，用于工程设置、索引各模型及C代码文件，并能以选项卡方式显示重绘的SCADE模型外观及渲染后的C代码。

该映射工具能够同时显示SCADE模型及对应的C文件，并追踪SCADE模型内各个模型元素分别与C文件中各部分代码之间的对应关系，能在二者之间自动跳转并高亮显示，如图2所示，具体包括：

1.模型到代码的映射：当开发者在SCADE模型中点击某个模型元素时，本发明查找到该模型元素对应的C代码后，将自动切换到代码显示界面并显示对应代码及所在C文件，并将显示窗口滚动到对应的代码位置并将其高亮显示。这样开发者可以立即看到模型元素的实现细节，而不需要在代码中手动查找。

2.代码到模型的映射：当开发者在C文件中双击某段代码时，本发明查找到该段代码对应的模型元素后，将自动切换到模型显示界面并显示模型元素所在的模型，并将对应的模型元素高亮显示。这样，开发者可以立即看到代码段对应的模型元素，以及它在整个SCADE模型中的位置。

SCADE的模型主要分为2大类，一类是状态机模型，另一类是IBD(Internal BlockDiagram)模型。通过这2类模型可以实现所有的嵌入式软件功能开发。在使用SCADE进行嵌入式软件的开发过程中，开发者首先使用SCADE的图形化界面创建和编辑软件模型，并保存为.xscade文件。在模型检查通过，确保模型的正确性后，通过调用SCADE的代码生成器KCG来生成C代码，与此同时生成mapping.xml文件，如图3所示。

其中.xscade是SCADE的模型文件，用于存储SCADE的模型数据。mapping.xml内有C代码和模型.xscade之间的关联关系，如图4所示。该文件<model>中的内容包含了SCADE的模型元素，而<generated><c>中的内容则包含了与模型元素对应的C代码，它们之间通过id进行关联。

模型文件.xscade，C代码文件，和映射文件mapping.xml是本发明映射工具的输入，如图3所示。本发明映射工具依据这3类文件实现了以下3个主要功能：

1.模型解析及显示：通过模型文件解析、模型重绘、界面显示模块实现。

用于解析.xscade模型文件，提取模型信息，包括模型视图信息、结构、各元素等。模型视图以图形方式展示模型的结构和模型元素之间的关系。当需要从SCADE模型元素找到对应的C代码时，应首先展开模型视图目录，该目录是树形结构，树节点是模型视图。找到要查看的模型所在树节点后双击即可打开模型查看。打开模型时本发明将根据模型信息绘制渲染模型文件，包括在需要高亮显示时的高亮显示。本发明保持模型显示与在SCADE工具中的显示一致。如图5、图6所示为在本发明中打开并显示的SCADE模型与该模型在SCADE软件中的显示对比，图5为模型在SCADE中的显示，图6为模型在本发明映射工具中的显示，图左侧所示为模型目录的树形结构，本发明中的模型目录与SCADE软件的模型目录一致。

2.代码读取及显示：通过C文件解析、代码渲染、界面显示模块实现。用于读取C代码文件，以文本方式展示并在打开文件时根据C语言语法对C代码的显示文本进行渲染，并在需要高亮的代码处高亮显示代码。

3.模型代码映射：通过映射文件解析、映射关系模块实现。用于解析mapping.xml文件并获取模型与代码之间的映射关系，并实现自动跳转功能。当开发者在模型视图上点击任意模型元素时，本发明将根据映射关系自动跳转到对应的C代码位置，并高亮显示相关代码片段。开发者在C代码视图上双击任意代码片段时，本发明将根据映射关系自动跳转到对应的模型元素，并高亮显示。

本发明工具启动后的工作界面，如图6所示。主要包含5个部分，分别是：1.“工程目录”按钮：位于界面顶部，用于指定SCADE工程目录；

2.“SCADE模型”目录：位于界面左侧中部，用于显示SCADE模型目录结构；

3.“C代码”目录：位于界面左侧下部，用于显示SCADE模型生成的C代码列表；

4.模型代码显示窗口，位于界面右侧，以选项卡方式显示各模型视图及C代码文本。

下面以本发明映射工具实现对SCADE典型的状态机模型和C代码的映射为例，阐述本发明映射工具的具体使用方式，具体如下：

1.工程目录设置：每次运行时，需要开发者首先点击显示界面的“工程目录”按钮，如图6顶部所示。在打开的浏览器中指定SCADE工程的工程目录。完成工程目录设置后，本发明将调用模型文件解析、映射文件解析和C文件解析模块自动搜索、读取并解析该工程目录下的.xscade模型文件，C代码文件和映射文件mapping.xml。通过解析模型文件和代码文件，生成模型视图目录及代码文件目录，并显示在本发明工具的左侧，其中模型目录以树形结构来显示了SCADE模型的层次结构，如图6所示左侧所示为打开的“Alert->Faultztl->Faultztl_1”模型目录。

2.模型到代码的映射：

1)当需要找到SCADE模型对应的C代码时，开发者通过双击模型目录中的任意树节点，此时本发明将调用模型重绘模块对解析后的该节点对应的模型进行重绘，生成要查看的模型视图并调用界面显示模块进行显示。如图6所示右侧所示为双击目录“Alert->Faultztl”下的树节点“Faultztl_1”，打开的该目录下的SCADE模型，该模型为一个状态机。其中“Faultztl_1”为模型视图编号，同时也是显示模型视图的选项卡名称。

2)当开发者想查看某一模型元素对应的C代码时，只需在模型视图界面中单击该元素。例如点击状态机“SM1”中的状态“WaitingState”，此时本发明将调用映射关系模块索引该状态对应的C代码，之后会弹出一个提示框，如图7所示。提示所点击的模型元素属于哪个模型的哪个元素，并显示该元素对应到哪个C文件的哪段C代码。如图7中“模型”显示为“Alert Faultztl”，所表示的模型与实际模型一致。

而模型元素显示为“WaitingState”正是刚选中的状态。所对应的C代码是“_122SSMst_WaitingState_SM1”，所在的C文件为

“FaultZtl_Alert.c”。。

3)点击“OK”按钮后，本发明工具会自动切换到C代码显示界面，并调用代码渲染模块对刚才找到的C代码文件“FaultZtl_Alert.c”进行渲染，并调用界面显示模块进行显示，并高亮显示模型元素对应的C代码“_122SSMst_WaitingState_SM1”，如图8所示。此时完成了从SCADE模型元素“WaitingState”到C代码

“_122SSMst_WaitingState_SM1”的映射。

3.代码到模型的映射：

1)当需要找到C代码对应的SCADE模型时，开发者在C文件目录中找到要查看对应SCADE模型元素的代码文件，双击打开，本发明工具将调用代码渲染模块按照C代码语法进行渲染并调用界面显示模块进行显示，如图9所示为本发明工具中打开并显示的C代码文件“FaultZtl_Alert.c”。

2)此时如果想查看某段C代码对应的模型元素只需双击该段C代码，例如“SSM_st_IdleState_SM2_WorkingState_SM1”，双击该代码。此时本发明将调用映射关系模块索引该代码对应的模型元素，之后会弹出一个提示框，提示所双击所选的C代码属于哪个文件的哪个部分，及对应的哪个SCADE模型的哪个模型元素，如图9所示。

3)点击“OK”按钮，本发明将调用模型重绘模块对刚才找到的SCADE模型进行重绘，并调用界面显示模块进行显示，同时高亮显示C代码所对应的模型元素。这里代码

“SSM_st_IdleState_SM2_WorkingState_SM1”对应的模型元素为状态机“SM1”内的状态“WorkingState”下的状态机“SM2”内的“IdleState”状态。如图10所示。

通过以上实施方式，本发明提供了一种直观的方式来理解SCADE模型和生成的C代码之间的关系，实现了对SCADE模型与C代码之间的对应，方便开发者在模型和代码之间切换，准确定位需修改的模型和对应的代码。

优选实施例

除以上SCADE典型的状态机模型外，下面再以SCADE典型的IBD模型为例，用本发明映射工具实现对其中具有代表性的模型和C代码的映射，详细步骤如下：

1.工程目录设置：点击“工程目录”按钮，在打开的浏览器中指定SCADE工程的工程目录。完成工程目录设置后，生成模型视图目录及代码文件目录如图11所示。

2.模型到代码的映射：

1)展开SCADE模型目录：“Brake->BrakeCancel->NbCancel”，双击

“IBD_NbCancel1”打开该模型的图形显示，如图11所示。

2)单击图中的名称为“_LLTSMCancelNb_iNbCancel TSMCancelNb”的模型元素，此时弹出提示框如图12所示。其中模型显示为“BrakeBrakeCancel NbCancel”，与刚才展开的模型一致。模型元素显示的“TSMCancelNb”为所选中的模型元素的名称，这里去除了

“_LLTSMCancelNb_iNbCancel TSMCancelNb”中表示路径以及重复的冗余字符。对应的C代码为“TSMCancelNb_Brake_BrakeCancel”，

C代码所在的C文件为“NbCancel_Brake_BrakeCancel.c”。

3)单击“OK”后，本发明工具自动弹出C文件并将关键词高亮显示，如图13所示。

3.代码到模型的映射：

1)此时如果想查看“NbCancel_Brake_BrakeCancel.c”C代码文件中

“InOutDiffCancelNb_Brake_BrakeCancel”对应的模型元素时，只需双击该段C代码，此时会弹出一个提示框，如图14所示。提示所双击的C代码属于哪个文件的哪个部分，及对应的哪个SCADE模型的哪个模型元素。

2)点击“OK”按钮，本发明工具会切换到SCADE模型显示界面，显示刚才找到的SCADE模型，同时高亮显示C代码所对应的模型元素为最下方的“InOutDiffCancelNb”，如图15所示。

本发明映射工具的技术效果在于：

本发明的有益效果主要包括以下几点：

提高开发效率：通过本发明，开发者可以快速地在SCADE模型和生成的C代码之间进行切换，大大减少了查找对应模型或代码的时间，从而提高了开发效率。

提升代码理解与调试能力：本发明的工具可以帮助开发者更好地理解和调试生成的C代码。开发者可以直观地看到每个模型元素对应的C代码是什么，以及每段C代码对应的模型元素是什么，这对于理解和调试代码非常有帮助。

强化模型驱动开发的优势：模型驱动开发的一个主要优势是可以在较高的抽象层次上设计和实现系统。本发明的工具进一步强化了这个优势，因为它让开发者可以直观地看到高层次的模型是如何转换为低层次的C代码的。

提高代码阅读和理解能力：通过同时显示SCADE模型和对应的C代码，开发者可以直观地了解模型和代码之间的关系，从而更容易理解代码逻辑和结构。这有助于提高代码阅读和理解的效率。

加速代码维护和调试：当需要修改或调试代码时，开发者可以利用该工具快速定位到需要处理的模块和代码位置，而不再需要依赖繁琐的手动搜索。这可以大大提高代码维护和调试的效率。

降低开发复杂性：在大型软件项目中，模型和代码之间的对应关系往往复杂且容易混淆。该工具的自动跳转和高亮显示功能帮助开发者准确地导航到相关代码，降低了开发过程中的混淆和错误的风险，从而减少了开发的复杂性。

提升开发效率：通过直观地显示模型和代码的对应关系，并提供自动跳转和高亮显示功能，该工具提高了开发者的工作效率。开发者可以更快速地理解代码和模型的关系，减少了反复切换和搜索的时间，从而提升了开发的效率。

综上所述，本发明通过提供直观的模型和代码展示，自动跳转和高亮显示功能，以及提高开发效率和降低复杂性的特点，为开发者提供了更好的代码阅读、维护和调试体验，从而提升软件开发的效率和质量。

以上所述仅为本发明方案的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种SCADE模型与C代码的映射工具，所述映射工具在使用时作为一个独立程序打开，与SCADE无关联，当开发者使用时，双击该映射工具的exe文件即可打开；

该工具包括模型文件解析模块、映射文件解析模块、C文件解析模块、模型重绘模块、映射关系模块、代码渲染模块及界面显示模块，其中，

模型文件解析模块读取并解析SCADE的模型文件.xscade；

映射文件解析模块用于解析SCADE生成的映射文件mapping.xml；

C文件解析模块用于解析SCADE生成的C代码文件；

模型重绘模块用于对解析的.xscade模型文件对进行图形绘制，并通过界面显示模块显示出模型的图形外观；

代码渲染模块用于对C代码按照C语言的语法进行高亮显示；

映射关系模块用于完成对模型中的各模型元素与C代码文件中的各部分代码进行相互索引，并将索引信息分别发送至模型重绘模块及C代码渲染模块，以便对索引到的模型元素和代码进行高亮显示；

界面显示模块为与开发者进行交互的界面，用于工程设置、索引各模型及C代码文件，并能以选项卡方式显示重绘的SCADE模型外观及渲染后的C代码；

所述映射工具能同时显示SCADE模型及对应的C代码文件，并追踪SCADE模型内各个模型元素分别与C代码文件中各部分代码之间的对应关系，能在二者之间自动跳转并高亮显示。

2.根据权利要求1所述的映射工具，其特征在于，当开发者在SCADE模型中点击某个模型元素时，所述映射工具查找到该模型元素对应的C代码后，将自动切换到代码显示界面并显示对应代码及所在C代码文件，并将显示窗口滚动到对应的代码位置并将其高亮显示；

当开发者在C代码文件中双击某段代码时，所述映射工具查找到该段代码对应的模型元素后，将自动切换到模型显示界面并显示该模型元素所在的模型，并将对应的模型元素高亮显示。

3.根据权利要求2所述的映射工具，其特征在于，模型文件.xscade、C代码文件和映射文件mapping.xml是所述映射工具的输入；

所述映射工具依据该3类文件实现如下功能：1)模型解析及显示；2)代码读取及显示；3)模型代码映射。

4.根据权利要求3所述的映射工具，其特征在于，所述模型解析及显示功能通过模型文件解析模块、模型重绘模块、界面显示模块实现；用于解析.xscade模型文件，提取模型信息，包括模型视图信息、结构、各元素；模型视图以图形方式展示模型的结构和模型元素之间的关系。

5.根据权利要求3所述的映射工具，其特征在于，所述代码读取及显示功能通过C文件解析模块、代码渲染模块、界面显示模块实现；用于读取C代码文件，以文本方式展示，并在打开文件时根据C语言语法对C代码的显示文本进行渲染，并在需要高亮的代码处高亮显示代码。

6.根据权利要求3所述的映射工具，其特征在于，所述模型代码映射功能通过映射文件解析模块、映射关系模块实现；用于解析mapping.xml文件并获取模型与代码之间的映射关系，并实现自动跳转；

当开发者在模型视图上点击任意模型元素时，所述映射工具将根据映射关系自动跳转到对应的C代码位置，并高亮显示相关代码片段；开发者在C代码视图上双击任意代码片段时，所述映射工具将根据映射关系自动跳转到对应的模型元素，并高亮显示。