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AUTOSAR图解==＞AUTOSAR_TPS_XMLSchemaProductionRules_autosar xml

网友: 技术文档 2025-09-03 05:26:32

AUTOSAR XML Schema 生成规则详解

本文档详细介绍了AUTOSAR元模型到XML Schema的映射转换规则与实现方式

目录

  1. 引言
  2. XML Schema设计原则
  3. XML Schema生成规则的配置
  4. XML Schema生成详细规则
  5. AUTOSAR XML Schema合规性
  6. 总结

1. 引言

AUTOSAR元模型描述了用于描述AUTOSAR系统的所有信息实体。XML被选为AUTOSAR系统正式描述交换的基础。本文档详细说明了如何从AUTOSAR元模型编译出符合W3C XML Schema规范的XML Schema。

1.1 XML Schema生成规则的总体上下文

下图展示了AUTOSAR XML Schema生成规则在整体架构中的位置。图左侧描述了AUTOSAR建模方法的元层级，右侧描述了XML语言的元层级：

在这里插入图片描述

图1-1: AUTOSAR XML Schema生成规则总体上下文

从上图可以看出：

  • UML2.0和AUTOSAR模板配置文件：这些组件位于元-元级（M3层），定义了可在AUTOSAR元模型中使用的UML2.0语言部分。
  • AUTOSAR元模型：这是一个UML2.0模型，定义用于描述AUTOSAR系统的语言。它是图形化的模板表示，使用UML2.0类图描述属性及其相互关系。
  • AUTOSAR模型：是AUTOSAR元模型的一个实例，包含符合AUTOSAR元模型的任何信息。
  • W3C XML Schema规范：定义了如何定义XML Schema的规范。
  • AUTOSAR XML Schema：通过本文档定义的XML Schema生成规则从AUTOSAR元模型派生而来，定义了AUTOSAR数据交换格式。
  • AUTOSAR XML描述：描述了AUTOSAR模型的XML表示。每个XML描述必须通过AUTOSAR XML Schema成功验证。

XML Schema生成规则定义了AUTOSAR元模型到AUTOSAR XML Schema的映射规则，是连接UML建模世界与XML描述世界的桥梁。

2. XML Schema设计原则

本章首先描述AUTOSAR元模型的UML2.0语义的一些注意事项，然后简要说明一些基本原则，包括对XML名称、XML元素顺序和链接的简要描述。

2.1 AUTOSAR元模型与XML Schema的映射关系

下图展示了AUTOSAR元模型与XML Schema之间的主要映射关系：

在这里插入图片描述

图2-1: AUTOSAR元模型到XML Schema的映射规则

从上图可以看出以下关键映射规则：

  1. UML类映射：

    • UML类映射为XML Schema中的complexType
    • 同时也创建相应的group元素
    • 带有xml.globalElement标记的类会创建全局element

  2. UML属性映射：

    • 属性主要映射为XML元素
    • 简单类型的属性也可以配置为XML属性
    • 属性的多重性影响XML中的minOccurs/maxOccurs

  3. UML关联映射：

    • 关联主要映射为引用元素
    • 根据配置可以生成不同类型的引用方式

这些映射规则使得AUTOSAR元模型的结构和关系可以在XML Schema中得到准确表达，从而实现模型和XML描述之间的无损转换。

2.2 XML名称规则

AUTOSAR元模型中的UML名称转换为XML名称时遵循以下规则：

  1. 移除所有非字母数字字符
  2. 从左到右拆分UML名称为标记，每当遇到大写字母或数字时开始新标记
  3. 将所有标记转换为大写
  4. 使用连字符（-）连接标记

例如：TestECUClass12ADC 将转换为 TEST-ECU-CLASS-12-ADC

2.3 XML元素顺序

为了降低复杂性并提高读取AUTOSAR XML描述的工具的性能，XML元素遵循可预测的顺序排列。默认情况下，AUTOSAR XML Schema按字母顺序定义XML元素的顺序。可以使用标记值xml.sequenceOffset覆盖此默认规则。

3. XML Schema生成规则的配置

XML Schema的生成可以通过多种标记值(tagged values)进行配置，这些配置决定了如何将AUTOSAR元模型映射到XML Schema。

3.1 配置流程

下图展示了XML Schema生成的配置流程：

在这里插入图片描述

图3-1: XML Schema生成配置流程

如图所示，XML Schema生成配置过程包括以下主要步骤：

  1. 分析UML模型：首先分析AUTOSAR元模型的结构和内容

  2. 应用默认标记值：根据预设规则为模型元素应用默认的配置标记值

    • 配置类映射：设置类如何映射到XML Schema元素
    • 配置属性映射：设置属性如何映射到XML元素或属性
    • 配置引用映射：设置引用关系如何在XML中表示
    • 配置多重性：设置多重性约束如何应用

  3. 验证标记值组合：检查标记值是否存在冲突

    • 检查类标记值
    • 检查属性标记值
    • 检查组合规则（如xml.typeWrapperElement必须与xml.typeElement一起使用）

  4. 生成XML Schema：根据配置生成最终的XML Schema

这一配置流程确保了生成的XML Schema符合AUTOSAR规范，并且能够正确表示元模型中的结构和关系。

3.2 主要配置标记值

AUTOSAR元模型中使用以下关键标记值来配置XML Schema的生成：

  1. 类级别标记值：

    • xml.name：定义XML名称
    • xml.globalElement：是否创建全局元素
    • xml.ordered：是否保持顺序

  2. 属性级别标记值：

    • xml.attribute：是否映射为XML属性（仅适用于简单类型）
    • xml.roleElement：是否创建角色元素
    • xml.typeElement：是否创建类型元素
    • xml.roleWrapperElement：是否创建角色包装元素
    • xml.typeWrapperElement：是否创建类型包装元素
    • xml.enforceMinMultiplicity：是否强制最小多重性
    • xml.enforceMaxMultiplicity：是否强制最大多重性
    • xml.sequenceOffset：控制XML元素顺序

4. XML Schema生成详细规则

本章介绍了XML Schema生成的详细过程，包括模型表示的创建、类表示的创建、属性表示的创建以及引用表示的创建。

4.1 XML Schema生成过程

下图展示了XML Schema生成的详细流程：

图4-1: XML Schema生成详细流程

如图所示，XML Schema生成过程包括以下主要阶段：

  1. 模型处理：

    • 读取AUTOSAR元模型
    • 创建模型表示
    • 创建xsd:schema根元素

  2. 类处理：

    • 检查类的类型（普通类、原始类型、枚举类型）
    • 根据类型创建相应的XML Schema组件：
      • 普通类：创建xsd:group、xsd:attributeGroup和xsd:complexType
      • 原始类型：创建XML预定义数据类型引用
      • 枚举类型：创建xsd:simpleType枚举

  3. 属性处理：

    • 区分组合类型属性和引用类型属性
    • 组合类型属性：
      • 如果配置为XML属性（xml.attribute=true），则创建xsd:attribute
      • 否则，根据四个关键配置位（roleElement、roleWrapperElement、typeElement、typeWrapperElement）生成相应的XML元素结构
    • 引用类型属性：
      • 配置为1：创建带IDREF的引用
      • 配置为0：创建带路径的引用

这一详细流程确保了AUTOSAR元模型中的类、属性、关联等结构能够正确地映射到XML Schema中的相应元素。

4.2 配置位组合的处理

属性映射到XML元素时，有四个主要的配置位决定了如何生成XML结构：

  • xml.roleElement：是否创建角色元素
  • xml.roleWrapperElement：是否创建角色包装元素
  • xml.typeElement：是否创建类型元素
  • xml.typeWrapperElement：是否创建类型包装元素

这四个布尔值的组合产生16种可能的配置，但只有11种配置被认为是有效的。例如，配置1111表示四个配置位都为true，会生成最完整的XML结构，而配置0000则表示最简单的结构。

4.3 引用表示

引用属性（即关联）有两种表示方式：

  1. 使用IDREF的引用（配置位1）
  2. 使用路径的引用（配置位0）

IDREF引用使用XML Schema的IDREF类型链接元素，而路径引用使用绝对路径字符串标识目标元素。

5. AUTOSAR XML Schema合规性

所有符合AUTOSAR规范的XML描述必须符合由XML Schema生成规则生成的XML Schema。这一合规性确保了不同工具之间交换的AUTOSAR模型数据的一致性和可互操作性。

6. 总结

AUTOSAR XML Schema生成规则定义了如何将AUTOSAR元模型映射到W3C XML Schema，从而建立了UML模型世界与XML描述世界之间的桥梁。这些规则的主要优势包括：

  1. 标准化：提供了一种标准方法来表示AUTOSAR模型数据
  2. 可配置性：通过标记值系统提供灵活的配置选项
  3. 结构保存：保留了AUTOSAR元模型的类层次结构和关系
  4. 互操作性：确保不同工具可以无缝交换AUTOSAR模型数据
  5. 验证支持：通过XML Schema验证确保数据正确性

这些生成规则使得AUTOSAR工具可以生成和解析标准的XML格式，从而支持汽车电子系统开发过程中的数据交换和工具集成。

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