一种基于设备建模语言的嵌入式仿真串口及建模方法技术

一种基于设备建模语言的嵌入式仿真串口及建模方法，功能逻辑将数据送至外部或者将外部数据送至用户交互控制逻辑或者数据处理控制逻辑，用户交互控制逻辑获取外部数据送至数据处理控制逻辑、时序控制逻辑或者功能逻辑，接收功能逻辑或者数据处理控制逻辑发送的数据后显示，综合处理逻辑及接口适配逻辑实现各个逻辑数据交互，数据处理控制逻辑对数据进行格式转换后送至时序控制逻辑、用户交互控制逻辑或者功能逻辑，时序控制逻辑接收数据按照控制时序送至功能逻辑。本发明专利技术通过对嵌入式硬件串口进行逻辑建模及功能分解，解决了现有技术中在逻辑层面缺少对嵌入式硬件串口仿真建模方法描述的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种嵌入式仿真技术，特别是一种基于设备建模语言的嵌入式仿真串口及建模方法。
技术介绍
嵌入式软件是指运行在特殊嵌入式硬件设备(如手机、各种航天器等)上的软件。这些软件的前期开发与测试通常借助于虚拟硬件平台(或称模拟器，二者在本文中意思相同)。以全数字仿真测试环境为例，它是一种使用软件来模拟真实硬件的虚拟硬件平台，嵌入式软件开发与测试人员可以使用此平台来运行和测试嵌入式软件，此种虚拟硬件平台的使用，使嵌入式软件的开发与测试摆脱了对真实硬件的依赖。嵌入式仿真串口主要应用于虚拟硬件平台中，用于仿真真实的串口功能，具体包括数据收发、时序控制、逻辑状态管理等功能。此仿真串口主要应用于嵌入式应用程序开发及测试验证中，可以提供与真实硬件功能一致的仿真特性；且此种仿真串口简单易用，操作简单，因此极大降低了应用程序开发及测试人员对上层应用程序进行调试的难度。事务型仿真设备建模是虚拟硬件平台中对外设部件进行软件模拟的一种方式。它将设备间的每次交互(如读写设备的接口寄存器等)当成是一个原子操作：设备接收到一个请求，计算回复值并将其返回，此种同步方式高效且简单，并可以满足硬件模拟在精度、效率及易用性三个方面的需求。在现有的虚拟硬件平台仿真串口的实现中，大多集中在功能接口的描述，或者专用于当前平台的串口仿真模型的实现，缺少对串口部件统一建模方法的描述，且实现的仿真串口通用性低，无法实现在多个不同虚拟硬件平台间的移植，也没有提供针对此种移植的方法。另一方面，现有的虚拟硬件平台中对仿
真串口的实现功能不同，大多需要进行二次开发之后才能供上层用户使用，即现有实现形式在功能实现方法无法全面适应上层用户人员的需求。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种通过对嵌入式硬件串口进行逻辑建模及功能分解，解决了现有技术中在逻辑层面缺少对嵌入式硬件串口仿真建模方法描述的问题的基于设备建模语言的嵌入式仿真串口及建模方法。本专利技术的技术解决方案是：一种基于设备建模语言的嵌入式仿真串口，包括功能逻辑、用户交互控制逻辑、综合处理逻辑及接口适配逻辑、数据处理控制逻辑、时序控制逻辑，其中功能逻辑，接收传输数据后送至外部；接收控制数据送至外部；接收外部发送的传输数据送至用户交互控制逻辑或者数据处理控制逻辑；用户交互控制逻辑，从外部获取传输数据后送至数据处理控制逻辑，从外部获取控制数据后送至时序控制逻辑或者功能逻辑；接收功能逻辑或者数据处理控制逻辑发送的传输数据后进行显示；所述的控制数据为嵌入式软件中控制数据传输的数据指令；综合处理逻辑及接口适配逻辑，连接功能逻辑、用户交互控制逻辑、数据处理控制逻辑、时序控制逻辑，实现功能逻辑、用户交互控制逻辑、数据处理控制逻辑、时序控制逻辑之间的数据交互；将功能逻辑、用户交互控制逻辑、数据处理控制逻辑、时序控制逻辑及其数据交互关系嵌入到多种嵌入式硬件仿真平台或者生成单独使用的仿真功能模块；数据处理控制逻辑，对用户交互控制逻辑发送的传输数据进行格式转换后送至时序控制逻辑或者功能逻辑；接收功能逻辑发送的传输数据后进行格式转换后送至用户交互控制逻辑；时序控制逻辑，接收控制数据生成控制时序，接收传输数据按照控制时序送至功能逻辑；所述的功能逻辑、用户交互控制逻辑、综合处理逻辑及接口适
配逻辑、数据处理控制逻辑、时序控制逻辑中的数据、指令、时序均采用设备建模语言描述，其中，设备建模语言为基于事务型仿真的、能够被多种嵌入式硬件仿真平台直接编译或解释的语言。一种基于设备建模语言的嵌入式仿真串口建模方法，包括如下步骤：(1)将嵌入式硬件串口建模抽象为嵌入式仿真串口，然后对嵌入式仿真串口进行分解得到功能逻辑、用户交互控制逻辑、综合处理逻辑及接口适配逻辑、数据处理控制逻辑、时序控制逻辑；所述的功能逻辑为嵌入式硬件串口的控制功能单元、状态功能单元、数据功能单元；所述的时序控制逻辑通过接收外部的控制时序对功能逻辑进行时序控制；所述的用户交互控制逻辑通过外部用户指令控制嵌入式硬件串口；所述的数据处理控制逻辑控制嵌入式硬件串口中的数据输入、数据输出进行格式转换；所述的综合处理逻辑及接口适配逻辑实现嵌入式硬件串口中功能逻辑、用户交互控制逻辑、数据处理控制逻辑、时序控制逻辑的信息交互；所述的功能逻辑、用户交互控制逻辑、综合处理逻辑及接口适配逻辑、数据处理控制逻辑、时序控制逻辑中的数据、指令、时序均采用设备建模语言描述，其中，设备建模语言为基于事务型仿真的、能够被多种嵌入式硬件仿真平台直接编译或解释的语言；(2)将功能逻辑划分为数据单元、控制单元、状态单元，其中，数据单元对用户交互控制逻辑、数据处理控制逻辑或者时序控制逻辑传输的数据进行缓存或者发送至外部，接收外部发送的数据送至用户交互控制逻辑或者数据处理控制逻辑；控制单元控制数据单元接收、发送或者缓存数据；状态单元表示嵌入式硬件串口内部状态；所述的嵌入式硬件串口内部状态包括嵌入式硬件串口中数据单元存储、发送或者接收数据；所述的数据为控制数据或者传输数据；(3)将时序控制逻辑划分为延迟时序控制单元、循环时序控制单元，其中，延迟时序控制单元接收控制数据生成控制时序，接收传输数据按照控制时序延迟送至功能逻辑；循环时序控制单元接收控制数据生成控制时序，接收传输数据按照控制时序循环送至功能逻辑；(4)将数据处理控制逻辑划分为输入数据处理单元、输出数据处理单元，其中，输入数据处理单元接收传输数据后进行格式转换后送至用户交互控制逻辑，输出数据处理单元对传输数据进行格式转换后送至时序控制逻辑或者功能逻辑；(5)使用户交互控制逻辑从外部获取传输数据后送至数据处理控制逻辑、从外部获取控制数据后送至时序控制逻辑或者功能逻辑；使用户交互控制逻辑接收功能逻辑或者数据处理控制逻辑发送的传输数据后进行显示；所述的控制数据为嵌入式软件中控制数据传输的数据指令；(6)将综合处理逻辑及接口适配逻辑划分为接口适配单元、目标生成单元，其中，适配接口生成与功能逻辑、用户交互控制逻辑、数据处理控制逻辑、时序控制逻辑进行通信的接口；目标生成单元将功能逻辑、用户交互控制逻辑、数据处理控制逻辑、时序控制逻辑生成能够嵌入到多种嵌入式硬件仿真平台的特定功能模块或者单独使用的仿真功能模块。所述的设备建模语言基于C++语言。所述的设备建模语言的运算符包括算术运算符、逻辑运算符、位运算符。所述的设备建模语言包括代表定义、数据类型、操作处理过程或者触发条件的关键字。本专利技术与现有技术相比的优点在于：(1)本专利技术通过对嵌入式硬件串口进行逻辑建模及功能分解，解决了现有技术中在逻辑层面缺少对嵌入式硬件串口仿真建模方法描述的问题，且本专利技术中提出的方法直接应用于现有的虚拟硬件平台中，具有通用性的效果；(2)本专利技术中通过使用设备建模语言，实现了对嵌入式硬件仿真串口的统一搭建，解决了现有的技术中无法针对仿真串口实现多平台统一建模的问题，具有统一且可移植的效果；(3)本专利技术中通过针对串口进行时序控制逻辑、用户交互逻辑、数据处理逻辑及接口适配逻辑四个模块的功能划分过程，扩展了仿真串口的功能，解决
了现有的仿真串口模型中扩展串口功能不足的问题，具有增强仿真串口功能的效果。附图说明图1为本专利技术一种基于设备建模语言的嵌本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于设备建模语言的嵌入式仿真串口，其特征在于包括功能逻辑、用户交互控制逻辑、综合处理逻辑及接口适配逻辑、数据处理控制逻辑、时序控制逻辑，其中功能逻辑，接收传输数据后送至外部；接收控制数据送至外部；接收外部发送的传输数据送至用户交互控制逻辑或者数据处理控制逻辑；用户交互控制逻辑，从外部获取传输数据后送至数据处理控制逻辑，从外部获取控制数据后送至时序控制逻辑或者功能逻辑；接收功能逻辑或者数据处理控制逻辑发送的传输数据后进行显示；所述的控制数据为嵌入式软件中控制数据传输的数据指令；综合处理逻辑及接口适配逻辑，连接功能逻辑、用户交互控制逻辑、数据处理控制逻辑、时序控制逻辑，实现功能逻辑、用户交互控制逻辑、数据处理控制逻辑、时序控制逻辑之间的数据交互；将功能逻辑、用户交互控制逻辑、数据处理控制逻辑、时序控制逻辑及其数据交互关系嵌入到多种嵌入式硬件仿真平台或者生成单独使用的仿真功能模块；数据处理控制逻辑，对用户交互控制逻辑发送的传输数据进行格式转换后送至时序控制逻辑或者功能逻辑；接收功能逻辑发送的传输数据后进行格式转换后送至用户交互控制逻辑；时序控制逻辑，接收控制数据生成控制时序，接收传输数据按照控制时序送至功能逻辑；所述的功能逻辑、用户交互控制逻辑、综合处理逻辑及接口适配逻辑、数据处理控制逻辑、时序控制逻辑中的数据、指令、时序均采用设备建模语言描述，其中，设备建模语言为基于事务型仿真的、能够被多种嵌入式硬件仿真平台直接编译或解释的语言。...

【技术特征摘要】
1.一种基于设备建模语言的嵌入式仿真串口，其特征在于包括功能逻辑、用户交互控制逻辑、综合处理逻辑及接口适配逻辑、数据处理控制逻辑、时序控制逻辑，其中功能逻辑，接收传输数据后送至外部；接收控制数据送至外部；接收外部发送的传输数据送至用户交互控制逻辑或者数据处理控制逻辑；用户交互控制逻辑，从外部获取传输数据后送至数据处理控制逻辑，从外部获取控制数据后送至时序控制逻辑或者功能逻辑；接收功能逻辑或者数据处理控制逻辑发送的传输数据后进行显示；所述的控制数据为嵌入式软件中控制数据传输的数据指令；综合处理逻辑及接口适配逻辑，连接功能逻辑、用户交互控制逻辑、数据处理控制逻辑、时序控制逻辑，实现功能逻辑、用户交互控制逻辑、数据处理控制逻辑、时序控制逻辑之间的数据交互；将功能逻辑、用户交互控制逻辑、数据处理控制逻辑、时序控制逻辑及其数据交互关系嵌入到多种嵌入式硬件仿真平台或者生成单独使用的仿真功能模块；数据处理控制逻辑，对用户交互控制逻辑发送的传输数据进行格式转换后送至时序控制逻辑或者功能逻辑；接收功能逻辑发送的传输数据后进行格式转换后送至用户交互控制逻辑；时序控制逻辑，接收控制数据生成控制时序，接收传输数据按照控制时序送至功能逻辑；所述的功能逻辑、用户交互控制逻辑、综合处理逻辑及接口适配逻辑、数据处理控制逻辑、时序控制逻辑中的数据、指令、时序均采用设备建模语言描述，其中，设备建模语言为基于事务型仿真的、能够被多种嵌入式硬件仿真平台直接编译或解释的语言。2.一种基于设备建模语言的嵌入式仿真串口建模方法，其特征在于包括如下步骤：(1)将嵌入式硬件串口建模抽象为嵌入式仿真串口，然后对嵌入式仿真串
\t口进行分解得到功能逻辑、用户交互控制逻辑、综合处理逻辑及接口适配逻辑、数据处理控制逻辑、时序控制逻辑；所述的功能逻辑为嵌入式硬件串口的控制功能单元、状态功能单元、数据功能单元；所述的时序控制逻辑通过接收外部的控制时序对功能逻辑进行时序控制；所述的用户交互控制逻辑通过外部用户指令控制嵌入式硬件串口；所述的数据处理控制逻辑控制嵌入式硬件串口中的数据输入、数据输出进行格式转换；所述的综合处理逻辑及接口适配逻辑实现嵌入式硬件串口中功能逻辑、用户交互控制逻辑、数据处理控制逻辑、时序控制逻辑的信息交互；所述的功能逻辑、用户交互控制逻辑、综合处理逻辑及接口适配逻辑、数据处理控...

【专利技术属性】
技术研发人员：李功明，谢鹏，王洋，高凯，刘春龙，
申请(专利权)人：北京航天自动控制研究所，中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11