[发明专利]一种基于模型转换的状态机模型时序性质验证方法

说明书

本申请公开了一种基于模型转换的状态机模型时序性质验证方法，包括：模型解析步骤，解析SCADE文本模型，得到语法树实例；符号表容器步骤，装载语法树实例，得到符号表实例；模型转换步骤，根据模型转换规则将符号表实例转换为NuSMV模型；模型检查步骤，根据LTL公式及CTL公式验证NuSMV模型的时序性质。通过解析高安全性的应用程序开发环境SCADE文本模型，将SCADE文本模型转换为NuSMV模型，根据LTL公式及CTL公式验证NuSMV模型的时序性质，从而实现验证SCADE文本模型的时序性质，突破了SCADE模型性质验证的这个限制，进一步提高软件系统的安全性与可靠性。通过为SCADE形式化验证引入能够描述时序相关安全需求的时序规范，从而能够验证模型的时序性质。

技术领域

本申请涉及嵌入式软件领域，尤其涉及一种基于模型转换的状态机模型时序性质验证方法。

背景技术

安全攸关领域的软件安全性一直以来都备受关注，尽管软件应用的开发效率得到了提升，但依旧得保证软件系统的安全性和可靠性。毕竟在这些领域，软件发生错误将会带来严重的经济损失甚至会危及生命。传统的软件验证技术是对开发好的软件系统进行仿真模拟，进而发现错误并及时改正。不过安全关键应用程序开发环境(Safety-CriticalApplication Development Environment，SCADE)提供了形式化验证组件，设计验证程序(Design Verifier，DV)，它先对安全需求进行图形化建模，然后通过基于可满足性(Satisfiability，SAT)的模型检查算法验证模型是否满足需求。但随着SCADE广泛的应用以及系统需求的多样性，尤其当涉及到时序相关的性质时，DV的表达能力已不够描述那些需求了。

综上所述，需要提供一种能够验证SCADE文本模型的时序性质，从而提高软件系统的安全性与可靠性的方法。

发明内容

为解决以上问题，本申请提出了一种基于模型转换的状态机模型时序性质验证方法，通过解析高安全性的应用程序开发环境SCADE文本模型，将SCADE文本模型转换为NuSMV模型，根据LTL公式及CTL公式验证NuSMV模型的时序性质，从而实现验证SCADE文本模型的时序性质。

具体地，本发明提出了基于模型转换的状态机模型时序性质验证方法，包括：

模型解析步骤，解析高安全性的应用程序开发环境SCADE文本模型，得到语法树实例；

符号表容器步骤，装载语法树实例，得到符号表实例；

模型转换步骤，根据模型转换规则将符号表实例转换为符号模型验证器NuSMV模型；

模型检查步骤，根据线性时序逻辑LTL公式及计算树逻辑CTL公式验证NuSMV模型的时序性质。

优选地，所述模型解析步骤的实现过程包括：

根据SCADE文本模型的语法语义声明，使用另一个语言识别工具ANTLR格式，将SCADE语法语义声明写成对应的ANTLR文件，所述ANTLR文件描述SCADE语言的语法语义声明；

根据ANTLR文件中的声明，使用对应的Java监听器，对SCADE文本模型进行监听，得到语法树信息；

根据语法树信息生成语法树实例。

优选地，所述符号表容器步骤的实现过程包括：

定义层次化结构符号表和子状态机结构符号表；

根据层次化结构符号表和子状态机结构符号表，对语法树实例进行装载，得到符号表实例。

优选地，所述模型检查步骤的实现过程包括：

根据LTL公式及CTL公式验证NuSMV模型的时序性质；