[发明专利]一种结构化文本程序的自动化验证装置

说明书

本发明公开了一种结构化文本程序的自动化验证装置，属于工业控制系统形式化验证领域。所述装置包括：解析模块，用于分别解析结构化文本程序及规范说明文本中的规范要求，得到对应的抽象语法树和线性时态逻辑公式；静态分析模块，用于根据抽象语法树生成结构化文本程序的图形化中间描述，并在图形化中间描述上进行静态分析得到结构化文本程序中的变量信息；建模模块，用于根据图形化中间描述和变量信息构建循环迁移系统模型；验证模块，用于验证循环迁移系统模型是否满足线性时态逻辑公式。本发明中，采用自动化验证技术对结构化文本程序进行验证，不仅提高了验证效率，降低了人力成本，而且有效的提高了其对应的工业控制系统的安全性和可靠性。

技术领域

本发明涉及工业控制系统形式化验证技术领域，尤其涉及一种结构化文本程序的自动化验证装置。

背景技术

随着科技技术的不断发展与进步，智能化越来越广泛的走进各个领域。近年来，德国提出了“工业4.0”计划，旨在提升制造业的智能化水平，建立具有适应性、资源效率及基因工程学的智慧工厂，其他国家也相继提出类似的工业发展计划，可见提高制造业自动化水平已成为未来工业发展的趋势之一。可想而知的，将会有越来越多的工业控制系统在未来应用于不同的行业中；其中，在一些关键性行业，如轨道交通、航空航天等，工业控制系统的安全性和可靠性极其重要，任何微小的错误都可能引发重大的经济损失，甚至是人员伤亡。因而对工业控制系统进行有效验证及其重要，而且意义重大。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供一种结构化文本程序的自动化验证装置，包括：解析模块、静态分析模块、建模模块和验证模块；

所述解析模块，用于分别解析结构化文本程序及规范说明文本中的规范要求，得到对应的抽象语法树和线性时态逻辑公式；

所述静态分析模块，用于根据所述解析模块得到的抽象语法树生成所述结构化文本程序的图形化中间描述，并在所述图形化中间描述上进行静态分析得到所述结构化文本程序中的变量信息；

所述建模模块，用于根据所述静态分析模块得到的图形化中间描述和变量信息构建循环迁移系统模型；

所述验证模块，用于验证所述建模模块构建的循环迁移系统模型是否满足所述解析模块得到的线性时态逻辑公式。

可选地，所述解析模块包括：第一解析子模块和第二解析子模块；

所述第一解析子模块，用于解析结构化文本程序得到抽象语法树；

所述第二解换子模块，用于解析规范说明文本中的规范要求得到对应的程序所具备的性质，根据得到的程序所具备的性质生成对应的线性时态逻辑公式。

可选地，所述静态分析模块包括：图形化中间描述生成子模块和程序变量信息收集子模块；

所述图形化中间描述生成子模块，用于根据所述解析模块得到的抽象语法树生成所述结构化文本程序的图形化中间描述；

所述程序变量信息收集子模块，用于在所述图形化中间描述生成子模块生成的所述结构化文本程序的图形化中间描述上进行依赖分析得到所述结构化文本程序中输出变量的依赖集合，并对所述输出变量进行值集分析得到所述输出变量的值集。

可选地，所述建模模块，具体用于：根据所述图形化中间描述生成子模块生成的图形化中间描述、所述程序变量信息收集子模块得到的输出变量的依赖集合和输出变量的值集，构建循环迁移系统模型。

可选地，所述验证模块具体用于：遍历所述建模模块构建的循环迁移系统模型的状态空间，验证所述状态空间中的各状态是否满足所述解析模块得到的线性时态逻辑公式。

可选地，所述装置还包括：输出模块；

所述输出模块，用于当所述验证模块验证所述建模模块构建的循环迁移系统模型不满足所述解析模块得到的线性时态逻辑公式时，输出不满足原因。