Problem hierarchii w transformacji diagramów aktywności UML 2.x do sieci Petriego sterowania

Proces specyfikacji zachowania odgrywa istotną rolę z powodu określania na tym etapie cech i sposobu funkcjonowania sterownika logicznego. W artykule omówione zostały dwie metody graficznego specyfikowania zachowania sterowników logicznych - diagramy aktywności języka UML 2.x oraz sieci Petriego sterowania. Zaproponowana została metoda transformacji hierarchicznych diagramów aktywności do hierarchicznych sieci Petriego. Dzięki przedstawionej metodzie możliwe jest połączenie zalet obu typów graficznego opisu specyfikacji urządzeń. Dodatkowo, zaproponowana została metoda formalnej weryfikacji hierarchicznej formy specyfikacji umożliwiająca wykrycie potencjalnych błędów na tym wczesnym etapie projektu.

Behavior specification is one of the most important steps in embedded systems design. It plays a significant role because system properties and functionality are specified in this phase. There exist some techniques which can be helpful for a designer. In the paper two methods for graphical specification of logic controller behavioral specification [1, 2, 6], namely UML 2.x activity diagrams [10] and control Petri nets [11], are considered. A novel transformation method for transformation of hierarchical activity diagrams into hierarchical Petri nets is proposed. The presented method allows combining the advantages of both types of graphical system specification. Additionally, a formal verification method for hierarchical specification form is proposed. It enables detecting potential errors at early stage of system development. Hierarchical form of specification is commonly used in design process. Activity diagrams can include complex actions (Fig. 1) which describe some subprocesses. Petri nets also support hierarchy, but it can be realized in two different forms [9] - as macroplaces or macrotransitions (Fig. 2). According to the transformation method from [3, 8], actions in activity diagrams are interpreted as transitions in Petri net. In hierarchical processes by means of Petri nets two elements, macrotransitions (Fig. 3) and macroplaces (Fig. 4), have to be considered. The macroplace (Fig. 5a) can be surrounded by two transitions (Fig. 5b), decomposed (Fig. 5c), and finally compressed to macrotransition (Fig. 5d), then transformed into complex activity in an UML 2.x activity diagram (Fig. 5e). Verification of both considered specification forms [3] allows comparing two versions of the same behavior description. The model checking technique [4] can be used to verify the whole system or a part of it. Partial verification can be used for hierarchical specifications, as the verification process can be performed step by step (Fig. 6).