基于SCADE的嵌入式软件开发

作者：时间：2014-02-12来源：网络收藏

同时，为了考虑系统的运算时间问题，SCADE通过基本指令步长将实际的物理时间离散成指令周期时间，从而产生了逻辑时间。这样，就可以使用逻辑时间来代替物理时间，给出运算时间的参考值。

3.4并发性

并发性概念认为系统所有输入都是并发的，系统运算模块按照数据流动执行，而且根据同步假设，所有模块的运行都是在可以忽略不计的时间内完成的。其中，没有输入输出关系的模块都是并发执行的，有输入输出关系的模块是按照输入输出关系顺序执行的。

并发性概念进一步简化了系统设计的复杂度，也为系统仿真提供了一种简化的“运行”方式。

4基于SCADE的嵌入式软件开发关键技术

4.1建模机制

基于模型的开发流程，其基础就是模型描述问题，也就是寻找一种合适的形式来描述系统。

根据嵌入式软件的特点，可以把其划分为接口和功能模块两部分，功能模块部分由连续控制部分与状态逻辑部分组成，其输人输出端分别为传感器和执行器。嵌入式软件的一般结构如图2所示。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/256973.htm

针对这种划分，SCADE提供了两套图形化的建模机制：数据流图和有限状态机。对应嵌入式软件结构的划分，数据流图模型可以用来表示连续控制部分，主要包括传感器采样。信号处理。复杂的数学逻辑计算。实现各种算法等功能；有限状态机模型可以用来表示状态逻辑部分，主要包括各种系统状态的迁移和工作模式的变化等功能。

这是一种已被证实为有效并广泛使用的嵌入式软件建模方式之一，能够简单有效的描述嵌入式系统。

4.2需求建模

一个复杂的嵌入式系统的需求建模过程，是一项系统的设计工作，一般有自顶向下和自底向上两种设计方式：

自顶向下的设计方式是一种从抽象到具体的过程。它首先需要根据系统的接口需求，建立系统的黑盒模型；然后根据系统的功能需求，对系统进行模块划分，并层层细化，直至最低层的功能单元；最后是功能单元的实现工作。

自底向上的设计方式是一种从具体到抽象的过程。它根据系统的功能需求，首先实现的是底层的各个功能模块，然后根据各模块之间的接口定义，层层组合，最后形成整个系统模型。

这两种设计方式在实际使用中各有优劣，可以根据具体需要组合使用。

同时，SCADE的建模方式也可以被认为是一种基于组件的开发方式。一个功能独立，接口明确构功能算法模型就类似于一个封装好的组件，可以直接通过接口调用。而SCADE软件开发环境的高安全性限制和平台无关性，保证了模型的通用性和重用价值。这样，基于成熟算法模型的封装与重用，可以使软件开发变成模型组件的“装配”，极大的提高软件生产效率，也减少了引人错误的可能。

4.3模型验证手段

基于严密的建模理论，SCADE提供了一系列基于模型的验证手段，使模型检查。系统调试和仿真验证工作都可以在模型层面上完成。其中主要有以下几项：

（1）静态检查，检查模型设计是否有静态语意。语法错误；（2）模拟仿真，根据算法设计测试用例，通过仿真器模拟接口输入输出，直接“执行”模型来实现仿真的功能；（3）形式验证，根据需求设计的安全特性，通过尝试在逻辑上寻找反例来检查模型的安全性；（4）系统原型仿真，通过与其他设计工具的桥接，可以实现系统与模拟外部环境模型的连接运行，方便测试和需求验证。

对于一个系统模型的验证工作，一般是按照自底向上的顺序进行的。首先要对底层功能模块进行验证，由于其结构和接口最为简单，所以最易于调试。在所有组成模块都经过充分验证的基础上，可以继续进行上一层模型的验证工作，并一步步的递推至最顶层的系统模型。

4.4代码自动生成

SCADE基于严格的数学理论和一套形式化方法，能够确保其代码和模型的完全一致，并满足一系列的安全性特征，是完全面向工程的产品代码。

SCADE的代码生成过程提供了多种设置以满足各种需求，需要根据实际使用需要进行配置，一般情况下其产品可以直接嵌人到产品中去而不需要做任何修改。

5开发实例

依据上述开发技术，实例构建某型号制导炸弹飞控软件的制导控制模块，来实践基于模型的嵌人式软件开发流程。

5.1开发流程

基于SCADE的嵌入式软件开发流程，主要工作集中在建模层面，其流程如图3所示。