[发明专利]一种同步数据流程序的形式化编译方法

摘要

本发明涉及到一个同步数据流语言SIGNAL自动生成串行C代码的编译器，该编译器对用户输入的SIGNAL程序，能自动将其生成相应的串行C代码。该编译器使用函数式程序设计语言CAML来编写程序，因为CAML语言使用强类型系统，具有较高的安全性，并且可以使用对应的定理证明方法来验证编译器的正确性。此外，该编译器使用模块化结构，一旦改进或优化编译器，仅需验证对应的模型即可，而非重新对整个编译器进行验证。

主权项

1.一种应用SIGNAL自动生成串行C代码的形式化编译器的同步数据流程序编译的形式化方法，其特征在于：所述SIGNAL自动生成串行C代码的形式化编译器基于模块化结构设计技术，将编译过程分为用户程序的标准化、SIGNAL进程间的同步、时钟等式系统的消解、时钟等式的分层表示和代码自动生成五个模块，采用函数式程序设计语言CAML来编程，一旦编译器需要改进或优化，不需要验证整个编译器，只需要验证对应的模块即可；/n使用函数式程序设计语言CAML描述同步语言SIGNAL的编译过程的用户程序标准化；/n使用函数式程序设计语言CAML描述同步语言SIGNAL的编译过程的SIGNAL进程间的同步；/n使用函数式程序设计语言CAML描述同步语言SIGNAL的编译过程的时钟等式系统的消解；/n所述时钟等式系统的消解具体如下：/nCAML定义的消解时钟等式系统程序语法：/nnfs：表示一组标准化的时钟方程；/nunfs：表示一组非标准化的时钟方程；/nl：表示时钟变量是否在时钟方程的左侧；/nr：表示时钟变量是否在时钟方程的右侧；/nesmap：表示一个用以保存等价类和该等价类所包含的时钟变量的对应关系；/n具体采用的方法如下：/n步骤1：给定时钟方程系统的任意方程eq，用NFS与之对应的定义来替换eq两边的时钟变量；这样得到一个新公式eq’；/n步骤2：如果eq’的左侧是时钟的表达式，其右侧是一个时钟变量，那么颠倒eq’；/n步骤3：如果eq’的左侧是一个时钟变量，并且eq’的右侧存在，那么执行步骤5，否则执行步骤6；/n步骤4：如果eq’左侧和右侧都是时钟表达式，则被称为复杂的时钟关系，那么执行步骤5；/n步骤5：把eq’代入UNFS中，执行步骤8；/n步骤6：把eq’代入NFS中，执行步骤7；/n步骤7：用eq’来替换在UNFS中每个方程式ceq两侧的时钟变量，得到一个新的方程ceq’,如果ceq’左侧和右侧是等价的，那么就从UNFS中消除它，否则，将它添加到UNFS；/n步骤8：重复步骤1-7，直到在时钟等式系统中没有非标准的等式；/n步骤9：如果UNFS是空的，则返回NFS，否则返回一个出错信息；/n使用函数式程序设计语言CAML描述同步语言SIGNAL的编译过程的时钟等式系统的分层表示；/n使用函数式程序设计语言CAML描述同步语言SIGNAL的编译过程的代码自动生成。/n