用于验证模型等价性的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及用于验证模型等价性的系统和方法。提供了一种用于验证模型等价性的系统和方法。在一个实现中，一种系统包括：存储装置，存储参考模型(RM)以及比较模型(CM)，其中该CM和RM由一个规则集约束；以及处理单元，从RM生成参考模型表示(RMR)并将RMR存储在该存储装置上；该处理单元进一步从该比较模型(CM)生成比较模型表示(CMR)并将CMR存储在该存储装置上，其中，该处理单元进一步用于：验证CMR兼容地实现RMR；验证从CMR派生的CM数据流程图兼容地实现从RMR派生的RM数据流程图；以及验证每个CM语义单元实现对应于RM语义单元的行为以及每个RM语义单元在CM中被说明。

【技术实现步骤摘要】
用于验证模型等价性的系统和方法
技术介绍
现代的安全苛求的系统的复杂度正快速增长，在过去10年间加倍。基于模型的设计被越来越多地应用以通过将抽象化的级别从低级别的代码提升到算法设计的分析来管理这种复杂度。为了促进转换到基于模型的设计技术，代码生成器提供从算法设计到代码生产的链接，所述代码在目标平台上通过模型变换来执行。所应用的模型变换将参考模型表示转换为用于分析、代码生成或其他目的的经转换的模型表示。在某些行业中，标准需要该经转换的模型遵从该参考模型以及需要提供完整结构化覆盖的基于需求的测试。例如，代码必须有效地执行该参考模型(一个或多个)。进一步地，某些标准需要完全独立于设计过程的验证过程。由于这些需求，在这些行业中的设计和验证工具不再依赖于对模型变换的基于测试的评估或简单的语法检验器。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供了用于验证模型等价性(equivalence)的系统和方法且其将通过阅读和学习下述说明来理解。在一个实施例中，提供了一种用于验证模型等价性的系统。该系统包括：至少一个存储装置，被配置为存储参考模型(RM)以及比较模型(CM)，其中该CM和该RM由相同规则集约束；以及处理单元，被配置为从RM生成参考模型表示(RMR)并将RMR存储在该至少一个存储装置上；该处理单元被进一步配置为，从该比较模型(CM)生成比较模型表示(CMR)并将CMR存储在该至少一个存储装置上，其中，该处理单元被进一步配置为：验证CMR兼容地实现RMR；验证从CMR派生(derive)的CM数据流程图兼容地实现从RMR派生的RM数据流程图；以及验证全部CM语义单元对应于兼容的RM语义单元。附图说明需要理解的是，附图仅描述示例性实施例而不因此被认定为在范围上进行限制，示例性实施例将通过使用附图、以额外的详情和细节进行描述，其中：图1A是描绘自动模型等价性验证系统的一个实施例的方块图。图1B是描绘自动模型等价性验证系统的一个实施例的方块图。图2是描绘图1A的示例性自动模型等价性验证系统的一个实现的方块图。图3是描绘参考模型的具体语法的一个实施例的方块图。图4是描绘参考模型抽象语法树的一个实施例的方块图。图5是描绘比较模型抽象语法树的一个实施例的方块图。图6是描绘验证单元的一个实施例的方块图。图7是描绘一种用于验证比较模型和参考模型兼容的方法的一个实施例的流程图。根据惯例，多种描述的特征没有按比例绘制，而是被绘制以强调与示例性实施例有关的具体特征。具体实施方式在下文的具体实施方式中，参考形成其一部分的附图，且其中，通过具体的说明性实施例的说明来示出。尽管如此，需要理解的是，其他实施例可以被使用，且可以做出逻辑的、机械的和电气的改变。此外，在附图和说明书中提供的方法不应解释为限制可以执行各个动作的次序。因此，下述详细描述不在限制的意义中进行。进一步地，本公开的全文中，下述术语在使用时意在具有以下含义。此处采用的短语“源代码”，指的是软件系统中任何完全可执行的描述。例如，源包括系统的机器代码、高级语言和可执行图形表示。此处采用的术语“模型”，指的是人工语言中的表示的系统或结构，其中人工语言由一致的规则集定义，该规则集被用于解释该系统或结构中的组件的含义。在将输入模型转换到输出模型的过程的上下文中，短语“参考模型(RM)”指的是输入模型，并且短语“比较模型(CM)”指的是输出模型。在一个实现中，参考模型和比较模型两者都由源代码表示。此处采用的短语“等价性”和“兼容”，指定RM和CM之间的关系，其中，RM和CM两者都满足相同约束集并具有相同的可观察行为。当RM和CM是等价时，在RM和CM之间可能存在某些“兼容”差异。例如，由于一个浮点数可以作为一个双精度存储，如果一个约束在RM中要求浮点数据类型，CM可以用双精度数据类型来实现浮点数据且仍保持兼容性。然而，如果一个约束在RM中要求双精度数据类型，因为浮点数在不损失精度或不截断数据的情况下无法存储双精度，所以CM中实现的浮点不是双精度数据类型的兼容实现。用于兼容性的规则可以依赖于众多因素，包括但不限于精度、变量类型、命名惯例或风格、所使用的语言等等。此处采用的短语“模型变换”，指的是手动的或自动的遵循规则或准则的集合以将RM转换为CM的过程。此处采用的短语“代码生成”，是用于指模型变换的可替代的术语，其中，CM以机器可读代码的形式表示。短语“模型等价性验证(MEV)”，指的是验证CM是RM的有效表示的过程。短语“参考模型表示(RMR)”指的是可容易地被模型变换和MEV过程使用的参考模型的表示。RMR表示通常但不一定是基于计算机的表示。术语“比较模型表示(CMR)”指的是可容易地被模型变换和MEV过程使用的比较模型的表示。CMR表示通常但不一定是基于计算机的表示。术语“参考模型表示创建器(RMRC)”指的是遵循特定规则从RM创建RMR的过程。例如，RMRC的一个实施例是，从一个文件中读取RM，并在计算机的存储器中创建机器可读RMR。短语“比较模型表示创建器(CMRC)”指的是遵循特定规则从CM创建CMR的过程。在一些实施例中，CMRC包括从文件中读取CM，并在计算机的存储器中创建机器可读CMR。在一些实现中，RMRC可以与CMRC类似地起作用，除了如前文参考RM和CM的不同格式所暗示的差异。在某些实施例中，RM捕获软件系统的设计。为了完成从低级别代码到分析的抽象，RM通过建模语言来描述。建模语言的例子包括MATLABSimulink/Stateflow，UML，SysML，HUTN，AADL，EMF，MOF，状态图，Petri网，Kahn过程网络，同步数据流，等等。建模语言由具体语法，抽象语法，语义，抽象语法映射和语义映射来定义。具体和抽象语法可以以文本、图形或文本和图形两者组合来表示。语义可以通过使用计算的形式语言或形式模型来形式地或非形式地定义，通过指定用于执行或描述如英语的自然人类语言中的行为的规则。抽象语法映射描述具体语法和抽象语法如何彼此联系。最后，语义映射将语义含义分配给抽象语法元素。我们把带有所分配的语义含义的抽象语法元素称为“语义单元”。建模语言的具体语法指定该建模语言如何依据实际的字符、字母或其他视觉结构来表示参考模型。与具体语法相比，抽象语法涉及语法结构。抽象语法定义具体语法的元素表示什么。例如，抽象语法表示块的类型、块属性、端口表达层次、以及块和端口之间的连接。抽象语法涉及具体语法的图形结构的含义，而不是它们如何被表示。进一步地，具体语法表示可以通过抽象语法映射被映射到抽象语法表示。具体语法的抽象语法表示可以是抽象语法树的形式。短语“建模结构”和“块”可交换使用，并且指的是由一组一个或多个声明(declaration)和语句(statement)组成的语义单元。此处采用的短语“抽象语法树”，指的是模型的抽象语法的树状表示。进一步地，用于参考模型的抽象语法树称为“参考模型抽象语法树(RMAST)”，并且用于比较模型的抽象语法树称为“比较模型抽象语法树(CMAST)”。此处采用的术语“属性”，指的是建模结构的特性。此处采用的短语“数据依赖性”，指的是参考在不同的建模结构中的数据的建模结构。此处采用的短语“根块”，指的是一种层次建模结构，其可以包含其他建模结构，但是它本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于验证模型等价性的系统，该系统包括：至少一个存储装置(209)，被配置为存储参考模型(104)和比较模型(102)，其中该比较模型(102)和该参考模型(104)由相同规则集约束；以及处理单元(201)，被配置为从该参考模型(104)生成参考模型表示(142)并将该参考模型表示在该至少一个存储装置上；该处理单元(201)被进一步配置为从该比较模型(CM)(102)生成比较模型表示(140)并将该比较模型表示(140)存储在该至少一个存储装置上，其中，该处理单元(201)被进一步配置为：根据该相同规则集验证该比较模型表示(140)和该参考模型表示(142)是兼容的；验证派生自该比较模型表示(140)的比较模型(102)数据流程图和派生自该参考模型表示(142)的参考模型数据流程图彼此是兼容的；验证全部比较模型(102)语义单元实现对应于参考模型语义单元的预期行为；以及验证全部参考模型(104)语义单元都在该比较模型(102)中被说明。

【技术特征摘要】
2011.07.11 US 13/180,0011.一种用于验证模型等价性的系统，该系统包括：至少一个存储装置（209），被配置为存储参考模型（104）和比较模型（102），其中该比较模型（102）和该参考模型（104）由相同规则集约束；以及处理单元（201），被配置为从该参考模型（104）生成参考模型表示（142）并将该参考模型表示存储在该至少一个存储装置上；该处理单元（201）被进一步配置为从该比较模型（CM）（102）生成比较模型表示（140）并将该比较模型表示（140）存储在该至少一个存储装置上，其中，该处理单元（201）被进一步配置为：根据该相同规则集验证该比较模型表示（140）和该参考模型表示（142）是兼容的；验证派生自该比较模型表示（140）的比较模型（102）数据流程图和派生自该参考模型表示（142）的参考模型数据流程图彼此是兼容的；验证全部比较模型（102）语义单元实现对应于参考模型语义单元的预期行为；以及验证全部参考模型（104）语义单元都在该比较模型（102）中被说明。2.权利要求1的系统，其中该处理单元（201）被进一步配置为：从该比较模型（102）识别属性；从该参考模型表示（142）创建参考模型（104）块列表以及从该比...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·马德尔，D·V·奥格勒斯比，K·查克拉博蒂，D·巴特，S·O·希克曼，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：