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在工业机器人、汽车电子和航空航天等实时控制领域,控制系统一般要求具有实时性、并行性和多任务协作性等特点,而且控制元素间交互行为众多且复杂,因此在设计开发实时控制软件时,既要保证控制逻辑的准确性,更要保证控制时序不能出现丝毫偏差。所以如何设计并开发满足高要求的控制系统软件是当前研究的热点。传统的实时控制系统软件开发方法存在如下问题:需求分析和方案设计只展现系统的设计模型;编码与设计模型之间存在脱节,模型不能转换成代码;手工编写代码效率低,而且容易出现错误;代码针对特定操作系统设计,可重用性差;无法在模型阶段进行测试,增加了测试的难度。为了解决上述问题,在实时控制系统软件开发中应用模型驱动的软件开发方法,可以实现实时控制系统程序设计的一致性、异构性、快速性、可靠性和易维护性。在模型驱动方法中,元建模技术是模型驱动的软件开发方法的核心技术之一。本文主要工作是使用元建模技术建立实时领域图形化元模型,为在该领域使用模型驱动方法开发实时控制软件提供基础。本文主要做了以下工作:1)在实时领域内采用模型驱动方法开发控制软件的适用性进行分析。使用模型驱动开发方法来开发实时控制软件,从系统分析到方案设计,都以统一的图形化模型来描述,系统模型设计完成后,采用模型转换技术,直接将模型转换成目标操作系统框架代码,开发人员只需针对硬件平台的特性添加少许代码即可完成软件开发。这种开发方法可大大提高软件开发效率,提高软件的质量和增强可维护性;2)研究了实时领域图形化元模型构建方法。元建模技术是模型驱动的软件开发方法的核心技术之一,使用元建模技术建立特定领域的元模型,以模型的方式抽象表达该领域基本元素。在模型驱动开发方法中,通过调用元模型构建系统的平台无关模型,使用模型转换技术,使模型自动转换为特定平台的代码。所以元模型的好坏直接影响着使用该方法开发软件的质量。在元建模过程中,定义模型的表示法和抽象语法是两个非常关键的步骤。表示法定义了这个模型的表现形式,可以文字式的,也可以图形化的。抽象语法规定了模型的语法和语义;3)构建实时领域图形化元模型,搭建实时语音控制系统嵌入式应用平台。在对当前主流的实时操作系统如uC/OS-II, RT-Linux和VxWorks进行分析的基础上,归纳实时领域的建模元素体系与特征,提取基本的建模元素;采用图形化元建模技术,分别对实时控制系统的基本建模元素实现图形化元模型的构建和语法与语义映射,以嵌入式实时语音控制系统为例,使用本文构建的图形化元模型建立该系统的平台无关模型,并搭建了实时语音控制系统的嵌入式应用平台。