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Vom UML-Modell einer Zustandsmaschine zu deren VHDL- und SystemC-Architektur Bild 1: Metamodell der Zustandsmaschine einem Signal zugewiesen (assignedSignal). Weiterhin ist jede Transition an beliebig viele Weiterschaltbedingungen (Constraint) gebunden, welche sich auf das über den Event zugewiesene Eingangssignal beziehen. Jedem Signal können für die automatische Erstellung der Testbench für die Zustandsmaschine, beliebig viele TestPattern zugewiesen werden. Diese Testsequenzen legen die zeitlichen Stimuli der Eingangs- und die dazu gehörenden Verifikationsmuster der Ausgangssignale für den automatischen Testablauf fest. 3.2. Modell-zu-Modell-Transformation Das UML-Eingangsmodell der Zustandsmaschine wird im ersten Arbeitsschritt in ein zielsprachenunabhängiges Zwischenmodel (EMF Ecore-Modell) überführt. Bild 2 stellt ein solches UML-Eingangsmodell dar. Die darin enthaltene Zustandsmaschine Main besteht aus vier Hauptzuständen (SimpleState): Q 0 , Q 1 , Q cb , Q ot , den schwarz gekennzeichneten Startzuständen und den Stoppzuständen. Bei den Zuständen Q 1 , Q cb und Q ot handelt es sich um zusammengesetzte Zustände. Q 1 enthält die Unterzustandsmaschine Sub1 (siehe Bild 3), welche ein eigenes Element vom UML-Typ State Machine mit eigenen Ein- und Ausgängen, darstellt. Q cb enthält eine sogenannte Pseudo-Unterzustandsmaschine, welche keine eigene Ein-/Ausgänge definieren kann, sondern sich diese mit der hierarchisch übergeordneten Zustandsmaschine teilt. Q ot besitzt zwei parallele Unterzustandsmaschinen, von denen die untere eine Pseudo-Unterzustandsmaschine ist und beide terminiert sein müssen (das heißt den Endzustand erreicht haben) bevor der übergeordnete Zustand verlassen werden kann. An den Transitionen zwischen den Zuständen sind die Trigger-Signale und Weiterschaltbedingungen (in geschweiften Klammern), sowie (mittels Schrägstrich getrennt) eventuelle Aktionen vermerkt. Außerdem sind optional in den einzelnen Zuständen die auszulösenden Aktionen aufgeführt. Dabei wird, wie bereits erwähnt, zwischen do-Aktionen und entry/exit-Aktionen unterschieden (Anmerkung: alle Aktionen haben das Setzen eines zugewiesenen Ausgangssignals zur Folge). Da sowohl Transitionen als auch Zustände Aktionen ausführen können bzw. Zustände entry-/exit- Aktionen auslösen können, ist es möglich, sowohl Moore- als Mealy-Automaten aus dem UML-Eingangsmodell zu generieren. Zur Zeit wird der UML- Event-Typ SignalEvent als Transitions-Trigger- Ereignis unterstützt. In Bild 4 ist das erzeugte Zwischenmodell für das hierarchische UML- Eingangsmodell (nach Bild 2 und Bild 3) dargestellt. Zu erkennen sind die Unterzustandsmaschinen und deren Referenzierung im Zustand Q ot . Die letzten beiden Zustandsmaschinen in Bild 4 sind Pseudo- Unterzustandsmaschinen, was über den angehängten Suffix PSSM angezeigt wird. Die Weiterschaltbedingungen beziehen sich immer auf das mit der Transition verknüpfte Eingangsignal. Es sind die Vergleichsrelationen: gleich, ungleich, größer, kleiner, größergleich und kleinergleich bezogen auf einen konstanten Wert im dezimalen oder hexadezi- MPC-Workshop, Juli 2009 74
Vom UML-Modell einer Zustandsmaschine zu deren VHDL- und SystemC-Architektur malen Zahlenformat (Präfix „0x“) möglich. Den Ein- /Ausgangssignalen der Zustandsmaschinen können beliebige Bitbreiten kleiner 32 Bit zugewiesen werden. Außerdem können ihnen wie bereits erwähnt, mittels UML-Constraint sogenannte TestPattern zugewiesen werden. Diese bilden die Datengrundlage für die automatische Generierung der Testbench. Beispiel überprüfen, ob der Zahlenwert der Weiterschaltbedingungen einer Transition den, über die Bit- Bild 3: UML-Modell der Zustandsmaschine Sub1 und Sub2 Bild 2: Eingangsmodell der Zustandsmaschine Main in UML Vor der eigentlichen Erzeugung des zielsprachenunabhängigen Zwischenmodels wird das UML- Eingangsmodell auf seine Vollständigkeit geprüft. Dabei werden alle durch das Metamodell definierten Restriktionen, sowie selbst definierte Regeln überprüft. Eine selbstdefinierte Regel kann zum Bild 4: Zielsprachenunabhängiges Zwischenmodel breite definierten, Wertebereich des Trigger-Signals, überschreitet. Eine solche komplexe Abhängigkeit dieser beiden Attribute voneinander wäre nur sehr schwer über das UML-Metamodell abbildbar. MPC-Workshop, Juli 2009 75
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