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基于XMI的ASIP系统级设计研究

       嵌入式系统传统的设计方法是软、硬件结合的协同设计,需要不同技术背景的人共同开发。在软、硬件设计领域中,统一建模语言UML(Unified Modeling Language)采用一种简单而直观的图形化方式描述系统设计中的各个问题和细节。2002 年初,OMG 把MDA (Model Driven Architect ure ,模型驱动架构) 作为它的战略方向,MDA 成为近几年新的关注焦点,被视为解决平台无关、技术无关,以及异构系统高效整合问题的最有希望的途径。MDA 的基本思想就是一切都是模型,软件的生命周期就是以模型为载体并由模型自动映射为实现的过程.MDA 包括大量相关标准:MOF (Meta Object Facility) 、UML (Unified Modeling Language) 、XMI (XML Metadata Interchange)等[1,2]。根据MDA 思想,系统开发中的数据可以用UML 类图描述,运行中的数据交换使用XML Schema 定义和验证的XML 格式。 其实UML 类图、XML Schema 属于数据在不同阶段的定义方式,他们是统一的、一致的,既然,在开发中已经花精力设计了UML 图,就没必要再重复工作来分析设计XML Schema ,正如MDA 的倡导完全可以由UML 模型生成XML Schema。

       4.2 转换过程

       系统开发人员首先在支持UM L 标准(UML1.4或UML2.0)的图形化建模环境中对业务模型进行描述,生成用户实例、顺序图、类图等表示动态流程与静态结构的信息实体,这些信息实体会保存在模型库中。在进行模型信息处理时,通过U M L建模环境提供的API 对模型中的模型类别、元素、参数、约束、数据类型等元—元数据进行处理,

转换为可识别的信息模型, 然后通过规范的D T D ,生成与元模型一致的X M L 文件描述。在X M L 生成过程中,可借助一些标准的组件,如DOM(Document Object Model)、Web-DAV(Web based Distributed Authoring and Versioning)进行开发,提高X M L 文档生成的速度与质量。

图4 UML模型到XML的转换过程

       因此,XML可用来存储ASIP结构的数据模型[13,14]。XML描述的ASIP模型如下:

       <子模块 标号='1'>

       ALU

       <子模块 标号='2'>

       Register

       在建立ASIP数据结构的XML描述后,由于XML文档中包含所有可视化所需目标类型、名称、数量及模型之间的关系,可对其进行处理[5,6,7]。

       5 小结

       本文依托的项目“面向领域的ASIP系统建模与层次映射机制研究”选择UML 作为统一建模工具,在数据模型层上实现企业信息系统的集成。在已经实现的模型建立与转换主界面中,集成了ROSE 建模环境,通过API 把模型信息提取出来把模型信息输出为X M L文件。在对UML 模型解析的基础上,可通过建立不同的映射规则,进一步生成模型到C++、Java 等开发环境的接口定义(IDL )和数据库描述文件。以MDA 为背景,从底层标准、四层元模型、转化流程、转化规则等角度深入、全面的分析了UML 模型、XML 模式转换原理,基于XMI 框架提出了可行的实现方案. 此研究对于MDA 转换工具、增强UML工具功能具有实践和理论价值,对于MDD 的实现具有推动作用,可促进涉及XML Schema 的技术的广泛使用。

       2 ASIP系统级设计方法

       ASIP用传统的集成电路技术实现是不现实的,集成电路设计复杂,开发周期长,定型后无法进行扩充,这样每遇到一种新应用,就得重新设计一款专用芯片,成本是不可接受的,这在一个时期内限制了ASIP的发展, 系统级设计是一个由高抽象级到低抽象级的逐层实现的过程,每一层都会涉及到描述、验证以及到下一层的转换(综合),系统是较RTL级更高的抽象层次,会包含硬件和软件等多种实现。在此嵌入式系统结构框架的基础上,以UML作为ASIP系统设计的建模方法及设计方案的表述形式,以XML作为一种与平台无关的信息封装形式。两者共同构建ASIP数据模型DMA(Data Modeling of ASIP),以统一ASIP数据结构[11,12]

       以UML 作为ASIP系统设计的建模方法及设计方案的表述形式所建立的模型对应于behavioral ADL中的模型;以XML作为一种与平台无关的信息封装形式,它所描述ASIP的数据模型对应于structural ADL中的模型。两者共同构建ASIP数据模型DMA(Data Modeling of  ASIP),以统一ASIP数据结构。

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