知识分享 | 评估模型架构——如何实现？

确保良好的模型架构对于开发安全和可靠的软件非常重要。本文为您介绍MES Model Examiner® (MXAM)如何优化模型架构，简化复杂度管理步骤，并最终提升软件质量。

符合ISO 26262标准的模型架构分析和可视化

一个良好的模型架构是模型能够生成安全软件的重要前提。MXAM能够帮助您分析Simulink、Stateflow、Embedded Coder和TargetLink模型的架构。分析结果包括了所有相关软件指标，以实际评估您模型的架构，复杂度和大小。MXAM快速且准确的结构与复杂度分析让您的模型一览无余，并有助于改进生成的代码。

MXAM如何降低模型复杂度，并改进生成代码

1. 快速结构概览

MXAM能够为您提供模型结构的快速和清晰的可视化概览，包括子系统、状态图结构、界面设计以及已分析系统属性的客观图表和指标。MXAM根据完善的软件指标评估模型复杂度，同时提供关于模型中使用到的要素的数量和类型的详细信息。

图1：使用MXAM中的工件导航实现快速结构概览

图2：工件导航中的control_logic

 

2. 对模型大小进行实际测量

我的模型大小究竟如何？MXAM中的指标“全局复杂度”能够轻松并客观地回答您的这个问题。为了计算全局复杂度，应考虑分析模块中的所有要素，也应考虑嵌套子系统中的内容。全局复杂度同样反映了模型实现的复杂度，也为效果测试和审查提供了可靠的测量标准。

图3：通过度量指标提供对模型规模的实际测量

图3：通过度量指标提供对模型规模的实际测量

3. 细致入微的分析

在“局部复杂度”数据的帮助下，我们对已实现功能的局部分布进行评估。MXAM基于halstead公制量来计算Simulink、Stateflow和TargetLink模型子系统的局部复杂度。

评估表能够快速识别复杂度热点，即模型中由于功能不平衡而导致复杂度过高的部分。由于这些部分的复杂度，这些热点通常更难测试，且更易出错。重构是常见的推荐做法，因为可以通过MXAM中可用的模型度量指标组合来帮助确定优先级。

通过“非相干度度量指标”可以评估一个子系统是否特别适合进一步拆分。该度量指标能够评估给定的Simulink子系统在多大程度上仅与一项任务有关，或是否实现了多个独立任务。如果子系统的耦合度较低，那么通过适当的拆分进行重构会更加容易。

图5：MXRAY度量显示的复杂度与非相干度

4. 高效查找子系统中的克隆

MXAM可检测克隆并评估子系统内部的依赖关系，帮助您识别复杂、易出错的模型部分，同时降低模型复杂度。这为您满足ISO 26262软件架构相关的关键要求提供了可靠支持。即使模型布局和参数发生变化，MXAM也能够轻松识别出克隆部分。因此，通过可重复使用的组件（比如引用模型或库子系统），重复使用过的功能可以被安全识别且集中化。通过这样的方式，模型和代码大小即得以控制。

图6：使用MXAM发现的克隆部分

 

5. 全面的文档

MXAM生成的全面报告能够让模型复杂度和结构质量的评估结果一目了然。报告中的色标可直接突出显示模型复杂度热点。详细的指标度量图表使模型实现更加透明。

 

图7：MXAM中关于"度量指标概览" 的综合文档

使用MXAM改进模型架构的优势

透明

• 识别复杂的模型部分（热点）
• 查找重复的子系统

简化

• 可视化模型结构
• 评估结构复杂度

度量指标

• 在模型层面计算所有相关软件度量指标
• 计算模型相关的度量指标

合规性

• 确保符合安全标准，如ISO 26262/IEC 61508（架构设计原则，第6部分，第7章）
• 确保符合质量标准ASPICE（评估软件细节设计，基本实践SWE.3.BP4）

欢迎您了解MXAM，并申请免费试用！

注：对于MES工具老用户：模型度量和复杂度分析曾是MES旧工具MXRAY的重点功能。MXRAY的功能现已完全集成在MXAM中（自MXAM v.6起）。MXRAY现已不再以独立工具提供。

*文章内容来源：MES模赛思官方网站