System do komputerowego projektowania programów dla rekonfigurowalnych sterowników logicznych

• Autorzy: Bazydło G.
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Do specyfikacji programów dla rekonfigurowalnych sterowników logicznych wykorzystywanych jest wiele metod zarówno graficznych, jak i opartych o format tekstowy. Graficzne metody są bardziej intuicyjne w stosowaniu, ale za to specyfikacje tekstowe lepiej nadają się do dalszego przetwarzania. Niestety brak jest uniwersalnej metody, która z jednej strony pozwalałaby na wizualne modelowanie za pomocą języka UML złożonych z hierarchicznych systemów współbieżnych, z drugiej zaś byłaby odpowiednia jako wejście dla zewnętrznych systemów umożliwiających przeprowadzenie symulacji, syntezy implementacji układu. W niniejszej pracy przedstawiono metodę translacji programów dla sterowników logicznych opisanych diagramami UML 2.0 do języka opisu sprzętu Verilog. Zaletą proponowanej metody jest możliwość graficznego projektowania układów cyfrowych, a cały proces translacji może odbywać się automatycznie, bez ingerencji użytkownika. Zwrócono także uwagę na możliwość używania do specyfikacji sterowników logicznych, często darmowych, narzędzi UML. Praktyczną weryfikacją proponowanej metody jest opracowana aplikacja UML-XML2Verilog, która umożliwia automatyczną translację diagramów UML 2.0 opisanych w języku XML do języka Verilog. Omawiane zagadnienia poparte zostały stosownymi przykładami.

EN

The Unified Modeling Language (UML) is a language for specifying, visualizing, constructing, and documenting artifacts of software systems, as well as for business modeling and other non-software systems. The UML represents a collection of the best engineering practices that have proven successful in modeling large and complex systems. The current version of the language is 2.1.1. The UML language contains thirteen kinds or diagrams (structure and behavior diagrams). One of the behavior diagrams is a stare machine diagram that defines a set of concepts that can be used for modeling discrete behavior through finite state transition systems. The UML language can be used not only for designing software systems, but also for other kinds of them, for example reactive systems. This paper presents a method of using the UML language for behavioral specification for reconfigurable logic controllers. Emphasis is put on diagrams that represent behavioral stare machines, because they refer directly to the definition of Finite State Machines. It is worth mentioning that state machine diagrams support various features of the modeling systems such as hierarchy and orthogonality. This support allows for designing the behavior of the complex and orthogonal systems in an intuitive and clear way, on the selected hierarchical level. Also a possibility of using another UML diagrams was discussed, e.g. use case diagrams or activity diagrams. The farmer can be applied to analyze the user's needs and interface of the designed device. The activity diagrams can be used to prepare test benches for the modeled system. But the main method to model the behavior of a system are state machine diagrams. The paper shows a way to transform and detail the UML specification to the form that is acceptable by contemporary, industrial logic controllers. The UML specification can be used to generate an effective program in a Hardware Description Language (HDL), especially Verilog. Also a possibility of freeware UML tools was discussed. As practical verification of proposed method an UML-XML2Verilog application was implemented.

Słowa kluczowe

PL

sterownik logiczny; UML; diagramy maszyny stanowej; Verilog

EN

logic controller; UML; state machine diagram; Verilog

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Informatyka Teoretyczna i Stosowana
• Rocznik: 2007
• Tom: R. 7, nr 11
• Strony: 89--100
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Bazydło G.

• Wydział Elektrotechniki, Informatyki i Telekomunikacji, Uniwersytet Zielonogórski ul. Podgórna 50, 65-246 Zielona Góra,

Bibliografia

• [1] Bauer N., Engell S., A Comparison of Sequential Function Charts and Statecharts and an Approach towards Integration, 58-69.
• [2] Harel D., Statecharts a visual formalism for complex Systems, Science of Computer Programming 1987, 8.
• [3] Harel D., Politi M., Modeling Reactive Systems With Statecharts: The Statemate Approach, McGraw Hill Text, 1998.
• [4] Łabiak G., Wykorzystanie hierarchicznego modelu współbieżnego automatu w projektowaniu sterowników cyfrowych, Oficyna Wydawnicza Uniwersytetu Zielonogórskiego, Zielona Góra 2005.
• [5] Booch G., Rumbaugh J., Jacobson I., UML przewodnik użytkownika, WNT, Warszawa 2001.
• [6] Fowler M., Scott K, UML w kropelce, LTP, Warszawa 2002.
• [7] OMG, UML 2.1.1 Superstructure Specification, 2007 (http://www.omg.org/cgi-bin/doc? formal/07-02-05)
• [8] Bazydło G., Wykorzystanie języka UML do modelowania małych systemów reaktywnych, Materiały VI Międzynarodowych Warsztatów Doktoranckich OWD 2004, Wisła 2004, vol. 19.
• [9] Jaragh M., Saleh l. A., Modeling Computer hardware using the Unified Modeling Language, TENCON'02. Proceedings, 2002 IEEE Region 10 Conference on Computers, Communications, Control and Power Engineering 2002, 1, 19-22.
• [10] Wrycza S., Marcinkowski B., Wyrzykowski K, Język UML 2.0 w modelowaniu systemów informatycznych, Helion, Gliwice 2005.
• [11] Harel D., Rzecz o istocie informatyki, Algorytmika, WNT, Warszawa 1992.
• [12] Bazydło G., Adamski M., Graficzna specyfikacja programów dla sterowników logicznych z wykorzystaniem języka UML, Materiały VIII Krajowej Konferencji Naukowej RUC'2oo5, Szczecin.
• [13] McUmber W.E., Cheng B.H.C., UML-Based Analysis of Embedded Systems Using a Mapping to VHDL, High-Assurance Systems Engineering, 1999. Proceedings. 4th IEEE International Symposium, Washington 1999.
• [14] Drusinsky D., Harel D., Using Statecharts for Hardware Description and Synthesis, IEEE Transaction on Computer-Aided Design 8(7), 798-807.
• [15] OMG, UML 2.1.1 XMI, 2007 (http://www.omg.org/cgi-bin/apps/doc?ptc/06-10-06.zip)