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第1章 开启SCADE之旅1

1.1 背景概念简介1

1.1.1 嵌入式系统1

1.1.2 安全关键系统1

1.1.3 机载软件的适航标准2

1.1.4 基于模型的开发与验证6

1.2 SCADE介绍8

1.2.1 同步语言介绍8

1.2.2 SCADE产品的演进11

1.2.3 SCADE Suite的特点14

1.2.4 SCADE产品未来发展的路线图17

1.3 SCADE快速入门18

1.3.1 SCADE的适用环境和安装步骤18

1.3.2 创建SCADE Suite工程23

1.3.3 SCADE Suite操作符和输入输出的创建26

1.3.4 飞机滚转角示例27

练习题35

第2章 SCADE Suite建模基础36

2.1 SCADE Suite集成开发环境常见操作36

2.2 SCADE数据类型38

2.2.1 预定义数据类型38

2.2.2 自定义数据类型38

2.3 常量46

2.3.1 常量的定义46

2.3.2 常量的使用47

2.4 操作符48

2.4.1 预定义操作符49

2.4.2 自定义操作符63

2.5 条件模块64

2.5.1 条件模块的概念64

2.5.2 条件模块的创建与编辑65

2.5.3 条件模块中变量的隐式赋值68

2.6 导入元素70

2.6.1 导入常量71

2.6.2 外部引用变量（Sensor）72

2.6.3 导入操作符73

2.6.4 导入静态库79

练习题81

第3章 SCADE Suite安全状态机82

3.1 安全状态机82

3.1.1 状态机的组成82

3.1.2 状态机的创建84

3.2 状态的设置85

3.2.1 状态85

3.2.2 初始状态和终止状态85

3.2.3 状态的编辑86

3.3 迁移的设置89

3.3.1 迁移89

3.3.2 迁移的条件和行为89

3.3.3 迁移的触发91

3.3.4 迁移和初始状态91

3.3.5 迁移的编辑91

3.4 状态机中变量的隐式赋值98

3.4.1 变量的隐式赋值98

3.4.2 定义变量的Last值99

3.4.3 定义变量的Default值100

3.4.4 同时定义变量的Last值和Default值101

3.4.5 同时不定义变量的Last值和Default值102

3.5 Signal（信号量）104

练习题105

第4章 SCADE Suite高级建模设计106

4.1 数组操作106

4.1.1 数组的创建106

4.1.2 数组元素的获取108

4.1.3 数组操作110

4.2 结构体操作112

4.2.1 Data Structure操作符112

4.2.2 Make操作符113

4.2.3 Flatter操作符113

4.2.4 Project操作符114

4.3 迭代器建模114

4.3.1 迭代器的创建和循环次数设置115

4.3.2 map迭代器116

4.3.3 fold迭代器117

4.3.4 mapfold迭代器117

4.3.5 mapi迭代器122

4.3.6 foldi迭代器124

4.3.7 mapw迭代器125

4.3.8 foldw迭代器126

4.3.9 mapwi迭代器128

4.3.10 foldwi迭代器130

4.3.11 mapfoldi迭代器131

4.3.12 mapfoldw迭代器133

4.3.13 mapfoldwi迭代器135

4.4 条件激活操作136

4.4.1 条件激活操作符的创建137

4.4.2 Boolean Activate操作符137

4.4.3 Restart操作符140

4.5 多态建模141

4.5.1 数组大小的参数化141

4.5.2 变量类型的参数化142

4.5.3 操作符行为的参数化143

4.6 仿真相关的设置146

4.6.1 Assume和Guarantee146

4.6.2 精度的设置147

练习题148

第5章 SCADE Suite基于模型的验证149

5.1 基于SCADE Suite模型的验证流程149

5.1.1 DO-178C的传统验证手段149

5.1.2 基于SCADE Suite模型的验证工作152

5.2 基础验证活动156

5.2.1 SCADE模型检查器156

5.2.2 SCADE模型仿真157

5.2.3 SCADE覆盖分析167

5.3 认证级测试环境QTE182

5.3.1 SCADE QTE的工作流182

5.3.2 创建测试工程183

5.3.3 设计仿真用例和仿真规程184

5.3.4 QTE在主机上的功能测试193

5.3.5 QTE在主机上的模型覆盖分析197

5.3.6 QTE在主机上的代码覆盖分析201

5.3.7 QTE在目标机上的测试203

5.3.8 QTE下多操作符验证的注意事项205

5.3.9 仿真结果的评审208

5.4 SCADE的形式化验证208

5.4.1 安全属性208

5.4.2 形式化验证的工作流208

5.4.3 形式化验证工具Design Verifier209

5.4.4 形式化验证实例210

5.5 SCADE编译器验证套件218

5.5.1 编译器的验证218

5.5.2 C语言安全子集219

5.5.3 CVK的内容与使用方法220

5.5.4 使用SCADE CVK的注意事项222

练习题223

第6章 代码和其他目标的生成224

6.1 代码生成224

6.1.1 代码生成的配置224

6.1.2 单个操作符的代码生成配置240

6.1.3 创建并保存自定义配置242

6.2 代码集成242

6.2.1 代码生成步骤242

6.2.2 生成代码的集成243

6.2.3 代码集成的其他考虑245

6.3 Simulink的S函数生成245

6.4 NI VeriStand生成247

6.5 FMU生成249

6.5.1 Modelica协会与统一建模语言249

6.5.2 FMI标准与FMU文件249

6.5.3 Suite生成FMU文件250

6.6 Adaptor生成252

6.7 设计文档生成253

练习题258

第7章 SCADE Suite模型的优化259

7.1 模型优化的目标和基准259

7.1.1 安全关键系统的软件规模在增长259

7.1.2 MBDV方法的优势261

7.1.3 模型优化的目标和准则261

7.2 布局格式优化264

7.2.1 布局格式的推荐规范264

7.2.2 编辑技巧267

7.2.3 自定义样式276

7.3 模型优化280

7.3.1 模型优化的内容和要点280

7.3.2 模型优化示例281

7.4 最坏运行时间与堆栈分析290

7.4.1 TSO介绍290

7.4.2 TSO使用方法291

7.5 性能优化案例296

7.5.1 算法一：基于过程的传统C语言编程的思维296

7.5.2 算法二：优化的基于过程的思维299

7.5.3 算法三：选择恰当的迭代子301

7.5.4 算法四：关注数据的SCADE Suite建模最佳方式303

7.5.5 WCET分析结果305

7.5.6 堆栈分析结果305

练习题306

第8章 项目管理307

8.1 项目组织307

8.1.1 命名规则307

8.1.2 工程管理307

8.1.3 文件管理311

8.2 追踪管理312

8.2.1 DO-178C中追踪管理的要求312

8.2.2 SCADE RM Gateway313

8.2.3 普通文本类型文件的追踪318

8.2.4 SCADE文件的追踪333

8.2.5 验证相关文档的追踪335

8.2.6 生成快照338

8.2.7 生成追踪矩阵339

8.3 配置管理341

8.4 建模规范343

练习题343

第9章 综合案例344

9.1 目标344

9.2 中位数计算设计实例344

9.2.1 Torben算法求中位数简述344

9.2.2 实例创建步骤345

附录1 缩略词汇总和常用词定义358

附录2 SCADE Suite关于DO-178C/DO-331目标的符合性矩阵360

参考文献367