嵌入式图编程平台中公共化构件的构造方法研究

This project is based on the component technology applied in graphical programming, taking the common features of components in embedded graphical programming platforms as the entry point to construct the public micro-components as meta-components, and explore the approach that different graphical programming platforms could share the same auto-generation system. The research work is going to include: 1、Searching the means and the constructing methods that appropriate for the description of the meta-components and domain components; 2、Establishing the domain components assembly rules based on meta-components, and solving the verification of the assembling, as well as supplying the proof of the correctness; 3、Looking for a conversion method from the non-standard description file to the standard description file, the former is based on the domain component, where as the latter is based on the meta-component, it should focus on not only the component disassembling problems in the conversion process, but also the demonstration of the semantics consistency before and after the disassembling. The results of this study could serve as the foundation for the normalized generation mode of heterogeneous embedded graphical programming platforms based on components, which will promoting the appliance of the graphical programming platforms used in automatic generation software of different domains, thereby increasing the reliability and efficiency of the embedded software development.

本项目以构件技术在嵌入式图编程方法中的应用为背景，以归纳构件共性化问题为切入点，构造可公共化的微小构件为元构件，探索不同的图编程平台共用同一软件自动生成系统的方法。研究拟通过1、研究适合元构件及领域构件描述需要的手段和构造方法；2、建立基于元构件的领域构件组装规则，解决构件可组装性验证和正确性证明；3、寻找一种基于领域构件的非规范描述向以元构件为基础的规范描述的转换方法，重点解决转换过程中的构件拆解，论证拆解前后的语义一致性。该研究的结果将为跨领域的嵌入式图编程平台的构件归一化生成模式提供依据，有助于促进各领域软件自动生成中图编程平台的应用，进而提高嵌入式软件的可靠性和开发效率。

目前在自动化领域，不同嵌入式图编程平台由于其表现与生成方式不同，平台的开发效率低、存在大量重复劳动，软件的可靠性、继承性受影响。不同的软件平台的存在共性化构件问题，核心是构件再造，构造划分可公共化的微小构件（称为元构件）是问题的切入点，而XML描述可以实现元构件的构造，为进一步探索不同的图编程平台共用同一软件自动生成系统奠定基础。.本课题以描述性元构件模型及构造方法为研究对象，包括描述性元构件构造形式及描述规范，研究描述元构件的依据；并通过XML语言作为描述手段构造元构件，研究对应的XSLT模板实现元构件向代码的转换方法；以IEC61131-3标准中梯形图语言为目标，研究梯形图完整的元构件库。通过构件组装和拆分后的描述，研究其正确性验证；构件组装中由多个原子构件组装成一个复合构件时，分析由一组紧密协作的成员构件及其关系组成，研究满足用户所需的特定功能的方法。通过将元构件组装成不同领域公共构件时构件间协作关系的表达方式，以及公共构件对外服务接口的提供方式，研究非规范描述文件向规范描述文件的转换以及其中的构件拆解问题。以梯形图算法设计、人机界面HMI设计和组态算法设计三个平台为验证目标，研究采用相同的构件构造方法，构件支持重构操作，支持不同层次和复用需要的构件描述。.研究结果显示：课题研究研究建立了图编程数据标准描述模型；并以此为基础，参照IEC61131-3标准，以梯形图原件为对象构造了完整的构件库，采用XML语言对构件进行了平台无关性描述；完成了通过元构件构造复合构件以及构件的重构方法；实现了基于模式匹配的方法完成了非规范化描述向规范描述转换的方法。以上研究成果在构造的测试平台通过了验证。为今后对公共构件标准化，多平台同构件代码自动生成奠定基础。