一种民用航空发动机软件模型规范及自动化检查方法与流程

1.本发明涉及航发发动机数控系统控制软件设计技术，特别是一种民用航空发动机软件模型规范及自动化检查方法。


背景技术：

2.航空发动机控制软件属于高安全关键软件，随着软件承担的功能越来越多，相应的规模和复杂性不断增长，出现了软件开发成本和可靠性之间的矛盾日益突出、软件适航认证日益迫切、更严格的安全性要求、更频繁的需求变更和软件升级、更苛刻的验证要求等诸多挑战，传统的手工编码的软件开发方式应对以上挑战时存在明显的不足，基于模型的软件开发(mbd)技术是安全关键软件开发和适航认证的发展趋势。
3.对于高安全关键软件而言，基于模型的软件开发(mbd)通常会采用do-331符合性办法，而模型规范是do-331中的一种软件生命周期数据，用来作为模型设计的准则，通过建立明确的、可检查的模型规则来规范模型设计工作。此外模型规范作为独立的do-331符合性目标，需要举证该目标的符合性，建设模型规范，以及模型规范在模型设计中的落实情况在适航取证过程中是必不可少的。
4.当前举证模型是否符合模型规范的手段基本靠人工审查，审查者对照着模型规范的所有规则对每个模型进行检查，费时费力，且不太可能检查出所有的不符合之处。因此，需要将模型规范变成机器可识别的语言，并将检查过程自动化，解放人力。


技术实现要素：

5.发明目的：本发明的目的是提供一种民用航空发动机软件模型规范及自动化检查方法，从而确保模型符合规范，帮助软件工程师设计出高质量和符合性的模型。
6.技术方案：本发明所述的一种民用航空发动机软件模型规范及自动化检查方法，所述方法的原理为：基于do-331的要求，条目化清晰的定义建模工具，工具的风格指南和复杂度限制，模型元素库使用的约束，需求的标识方法，派生需求表示和反馈方法，以及建模工具对设计模型表达的信息类型的适用性的基本原理。在定义出模型规范的基础上，结合scade工具，逐条实现模型规范检查的自动化。所述方法包括以下步骤：
7.(1)明确scade及其附属软件的版本，以及scade工具中术语定义。
8.(2)规定建模的风格及复杂性，使得建模方法及其实现是无二义，确定的。
9.(2.1)规定模型的命名约定，对文件名、目录名、模型名、变量、常量、常用数据结构类型制定命名的规则。
10.(2.2)规定模型搭建的风格，涉及模型的可读性及模型批注与注释的方法。
11.(2.3)设定模型的复杂度限制，对数组、结构体、枚举、条件组合、有限状态机、模块的扇出的复杂度做了明确的规定。
12.(3)规定建模工具和支持库正确使用的约束。
13.(3.1)制定设计模型的规则，约定除法、事件触发、条件判定等算法的设计约束。
14.(3.2)设定建模元素的禁用模块。
15.(4)约定需求追溯的方法，明确追溯的对象及方法以及派生设计的处理方案。
16.(5)将条目化的需求规范结合scade工具，使用tcl脚本语言开发出检查工具并实现一键检查。
17.(5.1)分析模型规范中的规则，使用tcl语言逐条将规则使用脚本语言实现。
18.(5.2)在scade运行环境下，运行所需分析的模型工程，读取tcl脚本，选择需分析的规则，开展规则分析。
19.(5.3)根据规则扫描的结果，生成报告，以报表形式给出相关的规则的扫描结果，报表的内容包括检查的工程名称、检查时间、问题个数、违反规则的模块、违反的具体规则条目。
20.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的一种民用航空发动机软件模型规范及自动化检查方法。
21.一种计算机设备，包括储存器、处理器及存储在存储器上并可再处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的一种民用航空发动机软件模型规范及自动化检查方法。
22.有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优点：有效提高了模型对规范的符合性的检查效率，能够自动检查模型规范的落实情况，生成do-331中mb.a-4.5“低层需求符合标准”的符合性证据，降低了人工分析不到位的风险，有效减轻了分析人员的工作负担。
附图说明
23.图1为本发明的步骤流程图；
24.图2为模型规范检查工具界面示意图；
25.图3为模型规范检查结果示意图。
具体实施方式
26.下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
27.如图1所示，一种民用航空发动机软件模型规范及自动化检查方法，包括以下步骤：
28.(1)标识所使用的建模工具，以及其语法、语义、特征和限制；
29.(2)规定建模的风格及复杂性，使得建模方法及其实现是无二义，确定的；
30.(3)规定建模工具和支持库正确使用的约束；
31.(4)建立需求追溯的方法，明确追溯的对象及方法以及派生设计的处理方案，如表1所示。
32.表1需求追溯方法
[0033][0034]
(5)将条目化的需求规范结合scade工具，使用tcl脚本语言开发出检查工具并实现一键检查。
[0035]
所述步骤(2)具体为：
[0036]
(2.1)规定模型的命名约定，对文件名、目录名、模型名、变量、常量、常用数据结构类型制定命名的规则，如表2所示。
[0037]
表2模型的命名约定
[0038][0039]
(2.2)规定模型搭建的风格，涉及模型的可读性及模型批注与注释的方法，如表3所示；
[0040]
表3模型搭建风格要求
[0041][0042]
(2.3)设定模型的复杂度限制，对数组、结构体、枚举、条件组合、有限状态机、模块的扇出的复杂度做了明确的规定，如表4所示。
[0043]
表4模型的复杂度约定
[0044][0045][0046]
所述步骤(3)具体为：
[0047]
(3.1)制定设计模型的规则，约定除法、事件触发、条件判定等算法的设计约束，如表5所示。
[0048]
表5模型设计约束
[0049][0050]
(3.2)设定建模元素的禁用模块，如表6所示。
[0051]
表6禁用模块
[0052]
[0053][0054]
所述步骤(5)具体为：
[0055]
(5.1)分析模型规范中的规则，使用tcl语言逐条将规则使用脚本语言实现；
[0056]
(5.2)在scade运行环境下，运行所需分析的模型工程，读取tcl脚本，选择需分析的规则，开展规则分析；
[0057]
(5.3)根据规则扫描的结果，生成报告，以报表形式给出相关的规则的扫描结果，报表的内容包括检查的工程名称、检查时间、问题个数、违反规则的模块、违反的具体规则条目。
[0058]
一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的一种民用航空发动机软件模型规范及自动化检查方法。
[0059]
一种计算机设备，包括储存器、处理器及存储在存储器上并可再处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的一种民用航空发动机软件模型规范及自动化检查方法。