TELKOM NIKA , Vol. 11, No. 9, September 20 13, pp.  5119 ~51 2 5   ISSN: 2302-4 046           5119      Re cei v ed  Jan uary 18, 201 3 ;  Revi sed  Ju n e  4, 2013; Accepte d  Ju ne  17, 2013   Timed Behavioral Specification in Globally   Asynchronous Locally Synchronous systems      Yu Tonglan* 1 , Liu Jie 2 , Zhang Jua n 3 , Wu Qujing 4   School of Co mputer S c ien c e an d Tech n o logy, University of South Chin a   Hen g Yang, HuNa n, 4210 0 1   * e-mail:  Yton glan @16 3 .co m       A b st r a ct     In this pap e r , we  pro p o s e a PolGAL S l angua ge for  safety cri t ical  GALS (Globall y   Asyn ch ro nou s Lo call y Syn c hrono us )  system s. The f o rm al synta x  and sem antics  are  gi ven a n d   its com p ilation a nd im pl em entation  are  define d . The l ang ua ge i s  ba se d  on tim ed  CSP  (com m unicati ng se que ntia l pro c e s s) style re nde zvous b e twe e n  clock d o m a ins, aim i ng at  m odelling the  tim ed beha vioral  of safety  critical  GA LS system s.  PolGALS is  use d  to d e si gn   tim ed behavi o ral pattern to im plem ent  tim i ng require m ents, e.g. d e lay, tim eout, deadline, timed  interrupt, etc. PolGALS provid es a m e cha n ism   for im plem entation of tim ed beha vioral pattern   and pote n tial  for their fo rm al verifi cat i on be cau s e  it is base d  on a PolG ALS m odel o f   com putation  and its form al  sem antics.       Key w ords : P o lGALS lang uage, Sem a n t ics, Synta x , Tim ed beha vi oral, Glob ally  Asyn ch ro nou s  Locally Synchron ou s syst em s         Copy right  ©  2013 Un ive r sita s Ah mad  Dah l an . All rig h t s r ese rved .       1. Introduc tion  Safety critical  GALS syste m s  shoul d ha ve  highe r reli ability to ensure n o t to be  deploye d   into applications  which ha ve relatively rigid pe rf orm ance req u ire m ents, su ch  as traffic con t rol,  health  ca re  a nd a u tomotive safety syst ems.   Fu rthe r, the s e  syst ems mu st be  strength ene d to   meet the re que st of stri ngent fail-saf e  relia b ility to avoid e c o nomic,  huma n  or  ecologi cal   cata strop h e s   resulted in  by failure in th o s e a ppl i c atio ns. An imp o rt ant f eature of  these syste m s  is the ability to provid e co ntinual an d timely re spon se to unp redi ctable ch ang e s  of the state  of  the environm ent [1][2]. Safety criti c al  GALS  syst ems will not   be operated  in a controlled  environ ment,  and  mu st  be  rob u st to  unexp e cte d   co ndition s and ada ptabl e  to su bsy s tem  failures.  The  b a si c pro b lem  of de sig n ing safety critic al GALS  system is the  unentirely p r e d ictabl e  physi cal worl d. Time is a n  importa nt aspect of  sy ste m  spe c ification an d  therefore spe c ification   langu age  sup port for time i s  nee ded. By deco uplin g the sp ecifi c ati on from impl ementation  a nd  usin g formal  mathematical model s of computat io n  for spe c ifica t ion,  GALS  systems can be   perfo rmed  wi th fast simul a tion and efficient sy nthe sis. The  com p lex  GALS systems can  be  modele d  a s   a hie r a r chical  co mpo s ition  of the   sim p l e r m odel s  of co mputatio n .  Some of  th ese   simple r mo de ls of computa t ion have finit e  state, su ch  as type s of finite state ma chin es, d a taflow  model s a nd  synchrono us/ r eactive m ode ls. Th us the  a nalysi s  of th e  syste m   can   be p e rfo r med  at  compil e-time.   System dev elop la ngu a ges  are sui t able  for  co mplex GAL S  system s,  gene rally  con s id ere d  a s  a set of co mmuni cating  pro c e s ses, which h a ve ha rd re al-time  con s trai nts a nd  comm uni cate  synch r on ou sly or asynchronou sl y. System develop l angu age s ca n be cla ssifi ed  into two se parate type s, formal and  inform al. F o rmal la ngu age s are ba sed o n  rig o rous  mathemati c al  foundation s ,  such a s  Est e rel, CR P, SHIM and  CRSM [3][4][5],  whi c h a r e sui t able  for form al ve rification  and  com p ilation.  Informal la n guag es  are  hard e r to  co mpile an d m o re   diffic u lt to be verified for lack  of formal s e manti cs,  for exam ple,  SystemC [6 ]. However, t h e   System devel op La ngu age s, which  hid e s  detail s   of time con s traint s in th e lan g uage, h a s fai l ed  becau se n o   widely u s e d  l angu age  expresse s timin g   prop ertie s . High -level re quire ment s  in   real- Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046   TELKOM NIKA  Vol. 11, No . 9, September 201 3:  511 9 – 5125   5120 time system s are often  stated in term s  of deadlin e, time out and timed interrupt.   The auth o rs'  opinio n  is th at the syste m -level  d e s i gn in g  la ng u age  s h ou ld  sp ec ify tim e   con s trai nt. A new  sp ecifi c ation lan gua ge na m ed P o lGALS is propo sed  whi c h provides hi gher  reliability and  portability.  The paper is  org anized as foll ows: Section  2 gives motiv a tion PolGALS  prog ram, hig h lighting the  main features of  the la ngua ge. Section 3 decrib e s the PolG ALS  prog ram  synt ax. The fo rm al semanti c s  and M o C a r e  pre s ente d  in   Section  4 a n d  the  com p ila tion   pro c ed ure is explaine d i n  Sectio n 5.  Finally , the  pape r e n d s  with  con c lu sion s a nd fu ture   r e sear ch.      2. Motiv a tion and Rela ted  Work   To figu re  out  the  status of  the  curre n t time lan gua ge s a nd m o tivate the i n trod u c tion  of  the ne w lan guag e, the  comp ari s o n   of some   wel l -kn o wn ap proache s is  di scusse d in t h e   followin g .  Many system l e vel langu ag es  sepa ra te  control an d d a ta-d riven co mputation s  a nd  attempt to in sert timin g  fe ature s  into  system level  prog ram m ing  langu age s.  Their  syntax  and  sema ntics are more  suitab le for desi gni ng digital ci rcuits, but the timing de script ion of capa cit y  is   limited. Lee  summari ze d ti ming featu r e s  in p r og ram  [7]. Much  ea rli e r, Mo dula - 2  [8] gives  co ntrol   over  sched ul e of co-routin es,  which ma ke s it po ss ibl e  f o r p r o g ra m m er s t o  ex e r c i se  som e  c o a r se   control ove r  t i ming.  Th e  synchro nou s  langu age s  h a ve no  explicit timing co nstruct s , but th eir  predi ctabl e a nd repe atabl e app ro ac h to co ncurren cy can yiel d m o re  pre d icta bl e and  re peat able  timing than  m o st alte rnativ es [9], such a s  Este rel,  L u s tre  and Si gn al, so th at the y  are limited  b y   the unde rlyin g  platform. Ada ca n not express ti ming  con s traint s. Real -Time  Ja va augment s the  Java model  with a few ad-hoc f eatures that reduce variability of  timing [10].   Real-tim e Euclid  expre s ses p r oce s s peri o d s  and a b sol u te start times [11]. Time C intro duces exten s ion s  to   spe c ify timing  requi rem ents based on  events, with  th e  obje c tive of controllin g cod e  gen eratio n i n   compil ers to exploit instru ction level pipe lining  [12]. Ra ther than ne w langua ge s, an alternative i s   to ann otate  prog ram s   written in  con v entional la n guag es.  Lee  gives taxo nomy of tim i ng   prop ertie s  th at must be e x pressibl e in su ch an notati ons [13]. Mu nze nbe rge r  g i ves ann otations  for SDL to expre ss  real -tim e con s trai nts  [14].  That these langu age s se parate  cont rol and  data - driven comp utations le ad s to low  adoptio n rate  by Software  develop er. New PolGALS  is de sign ed b y  using a  syn t ax and de sig n   flow   simila r  to gen eral  p u rpo s e  p r og ramming  lang uage s,  su ch  as  Java  an d  C++. Pol G A L S  extended Sy stem J [15] itself with  time  statement s. PolGALS is  different from  SystemJ, which   can  sp ecify  high-l e vel time req u iremen ts for r eal-ti m e su ch  as  delay, dea dline, time out, an d   timed interru p t. Such tight integration o f  cont rol, dat a-d r iven and  time operatio ns re du ce s the   sou r ce code  size and  provides a  mu ch mo re  p o w erful  ab stra ction for  de scribi ng la rge  and  compl e x mo dels. PolGAL S is desig ne d for a gen eral pu rp ose  GALS and doe s not target  towards  emb edde d sy ste m s alo ne, unl ike ma ny cu rrent syste m -le v el langu age s. It is ca pabl e of   modelin g mul t iple clo ck  system s, particularl y tho s e can be mo del ed by a GAL S  MoC, and  by  usin g b o th p u re Syn c h r on ous Rea c tive and  GALS  MOC. T he  compilation  of  PolGALS ta rgets  towards ge ne rating  efficien t and p o rtabl e co de, in thi s  case  Java  cod e , whi c h  can  be exe c u t ed   on different  computing  plat forms.  With  Java as its  co mpilation  re sult, PolGALS is m u ch mo re   portabl e com pare d  to any  other curren t system  lev e l langu age.  The po rtabil i ty of PolGALS  allows d e sig ners to p r og ram PolGALS  syst em s on  a de skto p  a nd then  perf o rm s autom a t ed  deployme nt on othe r target arch ite c ture s, su ch  as em bed de d  system s,  without ne ed  for  recompil ation.      3. PolGALS Langua ge Sy ntax  PolGALS not  only combi n es fe ature s  f r om Syste m J, timed CSP  [16] with th e Java  prog ram m ing  lang uage,  bu t also  combin es th e GALS   rea c tive mo d e l of  comp uta t ion of Syste m J  with timed CSP. Fig1 illustrates a n  exa m ple of  PolG ALS prog ram  model with two cl ock-dom ain.  A PolGALS  prog ram  con s ist s  of a number of rea c tions, whi c h  follows the rules of   synchro nou s  rea c tive mod e l of comput ation. Each  reactio n  executes in lock-step with a logical  c l oc k ca lle d "tic k "  in  th e sa me   c l ock  do ma in .  Rea c t i ons exchan g e  an d  synchronize by  usi ng  CS P  st y l e re nde zv ou s bet wee n  clo ck d o main s.  Re a c tion interact s with its environm ent thro ugh   a set of input and output si gnal s and op eration s   on th ese  signal s. Every clock d o main s sa mp les  inputs from t he environm ent, rea c ts to  these  in puts instanta neou sly and p r o d u ce s the o u tputs  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046       Optim i zing Proce s s and  De sign of Di e wi th CAE on the Car  (Su Ch unjian )     5121 back to  the  environme n t, thereby i m pleme n ti ng  a  state  machi ne. T h e syn c h r o n o u s,  asyn chrono u s , re actio n s and  ope ra tions o n   signal s, clo c k-domain s   an d ch ann els and   statement s are together  re spo n si ble for  t he cont rol-flo w  of PolGAL S program s.          Figure 1. An example of PolGALS pro g ram model       PolGALS ke rnel statem ent s co nsi s t of sync hro nou s,  asynchrono us an d time. Table 1  and II sho w  the PolGALS  synchro nou s  and a s ynchro nou s ke rn el statements, which a r e  simil a r  with System J [17]. Th e  ; operator m a ke s t w o sy nch r on ou s reactive  state m ents execu t e   seq uentially. Abort and  su spe nd are b a se d on sig n a ls, while tra p  is the sam e  as Este rel’ s   exceptio n me cha n ism.  Wo rkin g a s  a wa tchdo g,  the a bort statem e n t preem pts  a pro g ra m if the   the watchdo g’s si gnal  status is  true  in any given  tick. The r e  are Seve ral   kind s of ab ort  statement s.  A wea k  a b o r t stateme n t allows the  pro g ra m to  finish a  si ngle tick b e f ore  pree mpting. A strong ab o r t immediatel y terminat es the program  when si gnal  status is tru e .  These two  ki nds  of abo rt can  be furt her  com b in e d  with an i m mediate  sign al pre d icate. An  immediate ab ort start s  che cki ng the sig nal from  the very first tick, while a non immediate ab ort   alway s  ch ecks the si gnal a fter the first tick  has  pa sse d . The susp e nd statem ent  is simil a r to the  abort  statem ent. The differen c e i s  that the su spe nd  statement p a use s  in the p r esen ce of si gnal  S instead of  preem ption,  The trap st atement is  a  control flo w  base d  pre e m ption state m en t  simila r to th ose fo und i n  mode rn im perative la ng uage s li ke  Java or  C++.  Whe n  the  exit  statement i s   execute d  in t he trap  body , the pr og ra m executio n  terminate s  i mmediately.  The   while  statem ent mean s  a n  infinite iteration st ate m ent in PolGA L S pro g ra m. The  synchro nou s  parall e l o p e r ator ||  run s  t w o  or mo re  rea c tion s  co ncu r rently. All re action s forked  by the  ||  operator  sta r t and fini sh  togethe r. T he  synch r o n ous statem e n ts  con s ist of  the  jterm ( p)  statement s, whi c h are   u s ually use d   f o r  d a ta-d rive n  computatio ns. Data-driv en comp utation  provide s  a m u ch m o re  po werful  pro g ra mming ab straction b e cau s e it ca n be f r eely mixed  with   reac tive c ont rol flow.   As  sho w n  in  Table II ,the   asyn chrono u s   stateme n ts re pre s e n t th e a s ynchro no us  MoC  impleme n ted  in PolGALS. Signals a r e b a si c mean s o f  communi cat i on whi c h h a v e a status a n d   possibly a  va lue in Pol G A L S pro g ram.  Signals can  be eithe r  lo cal or interfa c e qualifie d  wi th   either the i n put or the  o u tput. The first two  kernel  statement i s  u s ed to d e cla r e  cha n n e ls,  inclu d ing the  output chan nel to send  data ac ro ss  clo c k-do main s and the in put chan nel  to   receive data   from a  corre s po ndin g  inp u t port.  The s e output a n d  input po rts  of cha nnel s  are   initialized  inte rnally  at chan nel d e cl aratio n. An  o u tput port  i s  used b y   the sen d  statement  to   se nd   data, while th e input port is used by the receive  state m ent to recei v e data. The sen d  and receive  statement s a r e used to  sy nch r oni ze  an d tran sfer  dat a over  ch ann els. Rend ezv ous i n  PolGA L S  is cl osely rel a ted to the  sched uling o f  cloc k-dom a i ns a nd the  asyn chrono u s  op erato r (><).  PolGALS use s  ren d e z vou s  for synchro n i z ation b e twe en se ndin g  a nd re ceiving  reactio n s.            Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046   TELKOM NIKA  Vol. 11, No . 9, September 201 3:  511 9 – 5125   5122 Table 1. Kern el Statements and Thei r De scription    S y nchrono us Ker nel Statements  Description  ;  pause  [output] [input] [t ype] Signal S  emit S(exp )   p1;p2   w h ile ( t r ue)   { p }  present (S)  {p1 }   else {p2}  [w e a k] abort  ([immediate] S) {p }  [w e a k] suspend ( [ immediate] S) {p }  trap ( T )  {p}  exit T   p1 || p2   Jterm(p)   j t ermp (p)=#s   j t ermp (p)=#c   dumm y  stateme n t   dumm y  stateme n t   signal declaration  signal emission   sequential statement  infinite loop  conditional statement  preempt watchdo g  halt w a tchd og   trap e x ception m e chanism  exit from t r ap   parallel statement  Java data-driven   obtaining a signal value   obtaining a chan nel      Table 2. Asyn chrono us Ke rnel St atemen ts and Th eir  De scription    Asy n ch ronous K e rnel Statements   Description  Output [t ype] cha nnel C  Input [t y p e] chan nel C  p1><p2  send C ([e x p])   Receive C( )   sending channel declaration  receiving channel declaration  asynchronous pa rallel  send data on cha nnel  Receive data on  channel      The time  stat ements are shown in tabl e  3. T he  wait[d] is rea c tion  p1 wait for e x actly d  time units . The p1 timeout[d] p2 is  us ed  to dec lare  th e  first ob se rva b le event  of reactio n  p1  sh all  occur  before  d time units e l apse,  sin c e t he process st arts. Othe rw ise, the re acti on p2 ta kes  o v er   control after  exactly d tim e  units elap se. The  p 1  int e rrupt[d] p2  p r esent rea c tion p1 i n terru p ted   rea c tion p2 b ehave s  exactl y as p1  until d time uni ts e l apse, and th en p2 takes o v er cont rol. The  p1 dea dline[d ]  const r ain s  p 1  to terminate  before d time  units.      Table 3. Time  Kernel Statements an d Th eir De scri ptio n Asynch ro no us    Time kernel state m ents  Description  w a it[d]   p1 timeout[d] p2   p1 interrupt[ d ] p2   p1 deadline[d] p2   dela y   timeout  interrupt   Deadline      4. PolGALS Langua ge Semantics   Semantic rul e s  simila r to  Esterel  and   SystemJ  are   use d  for de scribi ng Pol G ALS time   statement  se mantics. Giv en p  an d a n  input  event  E, the b e h a vioral  se ma ntics e s senti a lly  descri b e s   wh at hap pen s i n  a  singl e rea c tion of the  m odule  for th e  given in put e v ent. The thin gs  that can ha pp en are emissi on of  sign als  and control flow from  one  set of point s to anothe r. Th is  is ca pture d  by a mathematical relati on, calle d the transitio n relation,which  is descri b e d  as  following  s e mantic  rule :  ' , ' data , p , , , K data p E t e  .  The rule re prese n ts  th e  a n tece dent an d  con s equ ent  state s  of  p, resp ectively,  durin g a  micro-step transitio n. p a nd p'  a r e th e stateme n t before  and  a fter the re act i on. Term  da ta   rep r e s ent s th e state val ue  whi c h  rela ted  with  p  befo r e tran sition  a nd data '  represe n ts th at after  transitio n. Th e variable va lue can b e  o m itted  if p can be executing pur e cont rol statem ent s .   Term E p r e s ents in put ev ent whi c h i s   the statu s   se t of all the si gnal s u s ed i n  rea c tion  p,  but  decl a re d  som e wh ere  else. The a r ray in dexing n o tation to refer to  sign al  statuses i s  utili zed  in   the event  set  E. Term  e re pre s ent s the   sign als em itted d u rin g  tra n sition  and  if  none  are emi tted  then it ta ke s  the value  of  ⊥ . Term  K repre s e n ts th e termi nation  co de.  Whe n  p i s   cap able  of  gene rate a te rminatio n , K is an inte ger  value. Thre e  terms  ca n do  it. Term ; is encode d with  0,  pau se  with 1,  and exit T with an intege r greate r  tha n   or eq ual to 2.  If a signal  d epen den cy h a s   not yet been  resolve d . synch r on ou s p a rallel  rea c tion ca n pro d u ce a termin ation co de o f   ∞ .  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046       Optim i zing Proce s s and  De sign of Di e wi th CAE on the Car  (Su Ch unjian )     5123 Beside s the  a bove m ention ed te rms,   K  has a val ue  o f   ⊥  i.e., un kn own,  whi c h  m ean s p  do es  not  gene rate a t e rmin ation code after thi s  tran sition.  Term t de not es a tran sitio n  of t time units  elap sing. In the followi ng  rules,  we p r e s ent the  firing  one s which  a r e a s soci ated  with the time d   statement.   (1) The wait[d] of s e mantic   rule as :  (I)   if     t  ≤  d    then      ' ], [ data ], [ ait , , , K data t d Wait d W E t e      This expresses th at the  p r oce s s m a y b e  idle  for any   amount  of tim e  when  it i s  l e ss tha n   or equ al to d time units.   (II)  if     t  ≤  d    then    ' , data ], 0 [ ait , , , K data skip W E t e      This exp r e s ses that the proce s s termin ates imme dia t ely after d become s  0.   (2) The timeout[d] of s e mantic  rule as :   (I)  if e output by p1 then      ' , ' 1 data ], [  timeout p1 , , , K data p d E t e      This exp r e sses that if an  output event  e ca n be  eng aged  by p1, then p 1  timeo u t[d] p2  become s  p1'.   (II) if  t < d   then      ' , 2 ] [ timeout ' 1 data , 2 ] [  timeout p1 , , , K data p t d p p d E t e           This  expre sses th at if p 1  may  idl e  for less th an  or equ al to  d t i me u n its,  so  is th e  composition.   (III) if   t=d    then      ' , 2 data , 2 ] 0 [ timeout   p1 , , , K data p p E t e  　 　      This exp r e s ses that wh en  d become s  0, p2 ta ke s ove r  cont rol by a silent tran sitio n .  (3) T he interrupt[d] of sem antic rul e  as:   (I) if t<d then     ' , 2 ] [ interrupt 1 data , 2 ] d [ interrput   p1 , , , K data p t d p p E t e      This exp r e s ses that if P engage s in eve n t x  , P interrupt[d]Q beco m es P0 interrupt[d]Q.  (II) if  t=d  then     ' , 2 data , 2 ] 0 [ interrput   p1 , , , K data p p E t e      This exp r e s ses that if P  may idle for less  than o r  equal to d time units, so  is the   comp ositio n. Whe n  d time units ela p se, Q take s over  by a transitio n.  (4) T he dea dl ine[d] of sem antic rul e  as:    (I) if t  ≤ d  the n      ' , ' 1 data , ] 0 [ deadline   p1 , , , K data p Q E t e      Intuitively, th ese  rul e s ex pre s s that p   deadli ne[d] b ehave s  exa c tly as p  exce pt that it  must termi nat e before d tim e  units.         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046   TELKOM NIKA  Vol. 11, No . 9, September 201 3:  511 9 – 5125   5124 5. Compile into Jav a   The ba sic  te chn o logy of PolGALS co mpiler  is  the   GRC co mpil er app roa c h  use d   to   compil e SystemJ [17] an d Esterl [18], which co n s i s ts of the st ructu r al info rmation and t h e   operational.  The  stru ctura l  informatio n i s  p r e s er ve d  by the hie r archi c al  state g r aph  (HSG) ,  and  the operation a l is explicitly rep r e s ente d  by the control  flow grap h (CFG ).   The HS G in clude s four  different types  of node s  call ed thre ad n o des, p a rall el  node s,  comp oun d n o des  and  bou ndary  nod es.  It outlines th e structu r e  of the syn c h r on ous  re actio n s in   terms of state m ents an d thread s of  control. Threa d  no des a b stract t he se que ntial compo s ition  of  basi c  in struct ion in side  a  particula r thread a nd  p a rallel no de s repre s e n t con c urre nt thre a d s.  Mean while, l oop s, ab orts and  othe r b a ck trac king  statement s a r e rep r e s ente d   by comp ou nd   node s and p auses a r e re pre s ente d  by bound ary n ode s. The n u mbe r  of bra n ch es exten d ing  from a thre ad  node indi cat e s the num be r  of possible  states of that thread.   The CF G co nsi s ts of syn c hrono us  an d asyn ch ron ous n ode s  which a r e u s e d  for the  cod e  g ene ra tion sta ge.  There a r e  seven type s  of syn c h r on o u s  nod es.  T he a c tion  no des  rep r e s ent sig nal  emi s sion,   enter nod es state  en co din g . On the  oth e r h and, te st  node s  rep r e s en t  sign al tests a nd switch no des indi cate  state  sel e ctio n. The fork n ode s and joi n  node s defi ne  con c u r ren c y. Terminate  n ode s mark the com p letio n  cod e  of a given threa d . The se quen tial  statement s  are en co ded  usin g action  node s, whi c h  are com p let e ly ignore d  in the HSG. The   asyn chrono u s  nod es a r e t w o types. Th e a-fork n ode s and  a-joi n  node s exp r ess asyn ch ro no us  c o nc ur re nc y r e s p e c tive ly.   The AG RC i n terme d iate  format is we ll  suited fo r system J la ngua ge s, i.e., GALS  prog ram s . B u t it can not  expre s s timed b ehavi o r  cha r a c teri stic. Th e A G RC form at is  insuffi cient ， t here b y AGRC furthe r e n h ances  GALS  with timed b e havior  cou p li ng. So we  a d d   new types n o des in orde r to make the n e w co mpile r suitabl e for compiling time d MoC, whi c h is   calle d TAG RC. T he ti mer  nod es rep r e s e n t  time co nsu m ption. Th e  re sulted  T i med  Asynch ro nou s GRa ph Co de (TAG RC) format derive d  dire ctly from PolGALS sema ntics is the  interme d iate  rep r e s entatio n whi c h Pol G ALS is tran slated into b e fore bei ng tran slated into  low  lev e l Jav a  ba ck -en d  co de.   The  whol e p r oce s s of  com p iling Pol G AL S into Java code i s  divid e d  into fou r  p h a se s  as  s h ow n  in  F i gu r e  2 .     (1) Ab stra ct  syntax tree  gene ration:  synt actic a nalysi s   and error che c k  inclu d e s   syntacti c erro r and fro n t-en d error a r e pe rforme d in this stag e.   (2) F o rm at transl a tion: Po lGALS pro g ram is tra n sl a t ed into the TAGRC form at. The  stru ctural tran slation  rule s  are follo we d to tran sl ate e a c h  statement  into one  or m u ltiple no des  of  TAGRC.  (3) B a ck-end  cod e  G ene ration: The  ba ckend  co de  gene ration  st age i s   carrie d out o n   the resulting  AGRC.   (4) T he code  optimizatio n: some  well -kn o wn  al gorith m s like  red u n dan cy elimina t ion and  informatio n propag ation are  used in thi s  impleme n t sta ge.      Figure 2. Co mpiling PolG ALS    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046       Optim i zing Proce s s and  De sign of Di e wi th CAE on the Car  (Su Ch unjian )     5125 6. Conclusio n   PolGALS la n guag e b a sed  on  the  GAL S  of comp utation  com b in es th e a s yn chron o u s   feature s  of System J with  timed behavior of  timed CSP and dat a comp utatio n capa bilities o f   Java.  We  m a ke  a  detaile d de scri ption  of Mo C of  PolGALS la n guag e, a s   well a s  the  ti med   behavio r  se mantics  of the la ngu age,  whi c h  a r e   suited  for co mpiler con s truction. P o lG ALS  langu age uti lize s  timer  for time co nsumi ng b e twee n coupl ed re actio n s. The Time d   Asynch ro nou s Graph  Co de (TAG RC) format is then propo se d whi c h is  better suited  for  PolGALS lan guag e sin c e i t  is base d  on  a set of fo rm al sema ntics,  and thus i s  p o tentially easi e r   to be ve rified .  The  TAG R C  com p iler provides better pe rform a n c e  in o u r be nch m ark te sts a nd  different exe c ution pl atforms, whi c h in  turn pr ovid e s  direct supp ort for the a c tive and tim e d   behavio r stat ements  within  PolGALS languag e.   Curre n tly, PolGALS timed beh avior model of computatio n is difficul t  to be  verify  becau se it ope ns a  wide  variety o f  verifi cation   and  optimization te chniq u e s  availa ble i n   the  prog ram  mo deling  dom ai n. A Furth e r study  on ve rification  tech nique s a bout  timed b eha vior  model ne ed s to be ca rrie d  on in the future work.       Ackn o w l e dg ements   This work is partially sup ported by th e proje c ts fu nded by Sci ence and te chn o logy  proje c t of  Hu nan P r ovin ce  (G rant  No.  2 011GK3 192 ),  Key proje c t  of Hu nan  Pro v ince  scientifi c   resea r ch of college s and  Universitie s  (G rant No. 11A 105 ).       Referen ces   [1]  Junsu o , QU. Des i gn  of  T i me S y nc hro n izati on M e th od for  R eal- T ime EPON.     TE L K OM N I KA  Indon esi an Jou r nal of Electric al Eng i ne eri n g .  2013; 1 1 (7):   [2]  Qing-Qua n  Liu .  Coordin a ted  Motion Co ntrol   of Autonomo u s and Semi a u tonom ous Mo bile Ag ents .   T E LKOMNIKA Indon esi an Jou r nal of Electric al Eng i ne eri ng.  2012; 1 0 (8):19 29-1 935.   [3] Berry   G.  T he Esterel v5 la ng u age pr i m er ver s ion 5 _ 9 . Ecol e des Min e s de  Paris, CMA, INRIA. 2000.   [4] Ramesh  S.  Commu n icati ng r eactive state  machi nes: desi g n, mod e l a nd i m p l e m e n tatio n .  Proceedi ngs   of the IF AC Worksho p  on d i stribute d  comput er  control s y ste m s. Pergam on  Press. 1998; 9: 105- 110.   [5]  T a rdieu O, Edw a rds  SA.  Sch edu lin g-in de pe nde nt thre ads  and  exce ptio ns  in  SHIM.  Proc eed ings  of th e   6th ACM and I EEE internati o nal co nfere n ce  on embe dd ed  soft w a r e . Ne w Y ork, NY. 2006 : 142–1 51.   [6]  Grötker T ,  Liao S, Marti n  G,  et al.  Syst e m   desi gn w i th  Sy stemC.   Kluwer  Academ ic  Publishers , USA,   200 2.     [7]  Ed w a r d  A Lee.  Computi ng n e eds time .Co m mu nic a tions of  the ACM . 200 9 ;  52(5): 70-79.    [8]  Wirth N, Gries  D.  Pro g r amm i ng  i n  Mo du l a -2 . Sprin ger-Ver la g,   Ne w  Y o rk. 1 983.   [9]  Benveniste A, Berry  G.  The synchro nous a p p roac h to reac tive an d real-ti m e syste m s.  Procee din g s of   the IEEE. 1991 ; 79(9): 127 0-1 282.   [10]    Burns A, W e lli ngs A.  Real-T i m e Syste m s a nd Progr a m mi ng La ng uag es:  Ada 95, Re al- T ime Jav a  an d   Real-Time POSIX.  Addison  W e sle y , 3 d  ed i t ion. 200 1.   [1 1 ]     Kl i n ge rma n E, Stoy e n k o  AD . R e al -ti m e  Eu cl i d : A  l a ng ua ge  fo r rel i a b l e  re a l -ti m e sy stems.  Softw are  Engi neer in g, IEEE Transacti ons.  198 6; 12( 9):941- 94 9.  [12]    Leun g A, Pa l e m KV, Pnu e li  A.  T i me C: A  time c onstra i nt  lan g u age  for  ILP process o r  compil atio n .  T e chnical Re p o rt  T R 1998- 76 4. Ne w  York U n iversit y . 19 98.   [13]    Lee I, Davids on S, W o lfe V.  Motivating ti me as a first class entity .  T e chnical Report MS-CIS-87-54.   Univers i t y   of Penns yl van i a Au g. 1987.   [14] Münze nber ger  R,  Dörfel  M, Hofmann R, et al . A general tim e  m ode l for the  specificati on a nd des ig n of   embe dde d rea l -time s y stems.  Microel ectron ic s Journa l . 200 3; 34(11): 9 89- 100 0.  [15]  Malik A, Salcic  Z ,  Roop PS, et al. S y st emJ:  A GALS Lang uag e for S y ste m  Level D e si g n ,  Co mput e r   Lan gu ages. Sy stems a nd Stru ctures.  2010; 3 6 (4): 317- 34 4.  [16] Rosco e  AW .  Understa ndi ng c oncurr ent systems . Spri ng erv e rla g  Lon do n L i mited. 20 10.   [17]  Malik A.  Princi pia L i ng ua Sys t emJ . PhD the s is,  T he Univer sit y  of Auckl an d Ne w  Z e a l an d .  2010.   [18] Potop-Butuc a r u   D.  Optimisa tions for faste r  executi on of  esterel pr ogr ams.  PhD  th esi s , Eco l ed es  Mines de Paris.  2002.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.