Marte在类图中的实时嵌入式系统建模与分析

Marte是专为实时嵌入式系统建模和分析而设计的一种方法，它在UML类图中扩展了特定于嵌入式系统的设计元素。Marte的设计结构分为基础模型、设计模型和分析模型三个部分，它们分别关注实时和嵌入式系统的基本概念、并发和实时活动的建模以及系统性能和可靠性的分析。 基础模型包是Marte的核心，它定义了诸如优先级、响应时间和执行周期等基础概念，这些概念是设计和分析模型的基础。通过基础模型，我们可以建立对受限资源的理解，并为后续模型提供统一的语义。 设计模型包，尤其是RTEMoCC（实时和嵌入式计算和通信模型），是Marte在类图中的关键部分。它引入了RtUnit（实时单元）和PpUnit（被动受护单元）这两个核心概念。RtUnit代表活动对象，可以是并发单元，负责异步处理消息以实现并发控制。主RtUnit是系统的控制中心，只有1个且与系统生命周期同步。PpUnit则用于共享数据的并发访问，通常由RtUnit管理。 RtService和RtAction是RtUnit的重要组成部分，它们定义了并发策略、异步响应、优先级等特性，支持实时服务的提供。RtService继承自更底层的ResourceCore::Service，这体现了Marte对现有分析技术的复用。 在类图中，Marte还支持其他元素如flowSpecification、flowProperty、flowPort、clientServerSpecification等，这些元素允许设计师详细描述软件如何在硬件上分布，以及计时器、警报器与进程之间的关系。例如，clientServerPort用于连接客户端和服务器，rtUnit和ppUnit则是实现通信和计算的具体实体。 Marte在类图中的应用提供了一套完整的框架，帮助工程师在设计实时嵌入式系统时，不仅能够定义系统结构，还能进行深入的性能和可靠性分析，从而确保系统的高效运行和安全性。通过这些模型元素，设计者可以创建出具有明确行为和约束的系统模型，使得复杂的设计过程更为有序和精确。