JP7163879B2 - データフロー生成装置、その方法、およびそのプログラム - Google Patents

Description

本発明は、ソフトウェア用の仕様書に基づくデータフロー図を生成して可視化するデータフロー生成装置、その方法、およびそのプログラムに関するものである。

従来、例えば、特許文献１には、制御ソフトウェアの設計支援装置が記載されている。特許文献１の設計支援装置では、複数のブロック要素と、複数のブロック要素間の接続関係により、制御対象機器を制御するための処理手順を記述したブロック図に基づいて、ソースコードを自動生成する装置となっている。また、複数のブロック要素の接続関係を、ノードとリンクを用いて表す第１のデータフローと、ソースコード中の変数または関数間の依存関係をノードとリンクを用いて表す第２のデータフローとを作成する。そして、第１のデータフローと、第２のデータフローとの一致性を求め、出力するようになっている。

国際公開第２０１３／１９０６４４号

しかしながら、特許文献１では、処理手順を示すブロック図と、ソースコードとの整合性を確認するものであって、ソースコードの基となるソフトウェア用の仕様書の扱いについては何ら記載されていない。

ソフトウェア用の仕様書は、通常、曖昧さを伴う自然言語で記載されており、取り扱う使用者（技術者）の解釈には、ある程度のバラツキが発生し得る。

また、近年では、制御内容の複雑化に伴い、仕様書は肥大化しており、使用者が仕様書を読み解くための負荷が増大している。

また、仕様書が、新設、変更、あるいは削除等されたとき、どの部位がどうなって、他の部位にどのように影響するのか確認する（読み解く）のに、大きな手間がかかる。

また、近年、世界標準規格（ＩＳＯ２６２６２等）では、例えば、車両の機能安全として、車両の安全性向上を目的に、仕様書とソフトウェアとの整合性を保証すること（トレーサビリティ）が要求されつつある。

このような点から、仕様書の読み解きの容易さ、仕様書とソフトウェアとの整合性確認の容易さ等が望まれる。

本発明の目的は、上記問題に鑑み、ソフトウェア用の仕様書を分かりやすくて見やすい形（データフロー図）にして可視化するデータフロー生成装置、その方法、およびそのプログラムを提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。

第１の発明では、データフロー生成装置において、
自然言語で記載されたソフトウェア用の仕様書（１０）における制御値（Ｓ１～Ｓ３）、および制御値を変換するための変換式（Ｆ１）を読取る読取り部（１１１）と、
制御値、および変換式のそれぞれに識別用のＩＤを割り振ったリストを作成するリスト生成部（１１２）と、
変換式に対する入力および出力を決定し、制御値と変換式とを、識別用のＩＤを用いて紐付けする紐付け部（１１３）と、
紐付けされた制御値と変換式とを、紐付け情報として記憶する記憶部（１１４）と、
紐付け情報を基に、制御値と変換式との関係をデータフロー図（１１５ａ）として生成するデータフロー図生成部（１１５）と、
データフロー図を表示する表示部（１２０）と、を備えることを特徴としている。

第１の発明によれば、自然言語で記載された仕様書（１０）を基に、制御値と変換式とが関係付けされたデータフロー図（１１５ａ）が生成され、表示部（１２０）に表示されるので、使用者は、曖昧さを残すことなく、容易且つ明確に仕様書（１０）の内容を把握することが可能となる。

また、仕様書（１０）が、新設、変更、あるいは削除等されたときであっても、読み解きの手間を低減して、影響部位等の確認を容易に行うことができる。

また、仕様書（１０）がデータフロー図（１１５ａ）として可視化されることで、関連するソフトウェアとの整合性の確認が容易となり、例えば車両に用いられるものであれば、車両の機能安全に対して確実な保証対応が可能となる（トレーサビリティ性の向上）。

第２の発明では、データフロー生成方法において、
自然言語で記載されたソフトウェア用の仕様書（１０）における制御値（Ｓ１～Ｓ３）、および制御値を変換するための変換式（Ｆ１）を読取る読取りステップと、
制御値、および変換式のそれぞれに識別用のＩＤを割り振ったリストを作成するリスト生成ステップと、
変換式に対する入力および出力を決定し、制御値と変換式とを、識別用のＩＤを用いて紐付けする紐付けステップと、
紐付けされた制御値と変換式とを、紐付け情報として記憶する記憶ステップと、
紐付け情報を基に、制御値と変換式との関係をデータフロー図（１１５ａ）として生成するデータフロー図生成ステップと、
データフロー図を表示する表示ステップと、を備えることを特徴としている。

この発明によれば、第１の発明と同様の効果を奏することができる。

第３の発明では、制御用のコンピュータに実行させるためのデータフロー生成プログラムにおいて、
自然言語で記載されたソフトウェア用の仕様書（１０）における制御値（Ｓ１～Ｓ３）、および制御値を変換するための変換式（Ｆ１）を読取る第１ステップと、
制御値、および変換式のそれぞれに識別用のＩＤを割り振ったリストを作成する第２ステップと、
変換式に対する入力および出力を決定し、制御値と変換式とを、識別用のＩＤを用いて紐付けする第３ステップと、
紐付けされた制御値と変換式とを、紐付け情報として記憶する第４ステップと、
紐付け情報を基に、制御値と変換式との関係をデータフロー図（１１５ａ）として生成する第５ステップと、
データフロー図を表示する第６ステップと、を含む処理をコンピュータに実行させることを特徴としている。

この発明によれば、第１の発明と同様の効果を奏することができる。

尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

第１実施形態におけるデータフロー生成装置の全体構成を示す説明図である。 識別用のＩＤが割り振りされた制御値を示すリストである。 識別用のＩＤが割り振りされた変換式を示すリストである。 データフロー図の例を示す説明図である。 第２実施形態におけるデータフロー生成装置の全体構成を示す説明図である。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

（第１実施形態）
第１実施形態のデータフロー生成装置１００を図１～図４に示す。データフロー生成装置１００は、ソフトウェア用の仕様書１０を基にして、制御部１１０によって、仕様書１０における内容（各種制御値と各種変換式との関連）をデータフロー図１１５ａの形に生成して、例えば、表示部１２０に表示するものとなっている。

仕様書１０は、制御対象となる機器に対する制御用のソフトウェア（制御プログラム）を作成する際に、ソフトウェアとして備えるべき機能、性能、特性、および満たすべき要件等が自然言語によって記載された文章である。仕様書１０は、ソフトウェア作成の基となる文章であり、複数（多数）の仕様書１０ａ、１０ｂ、１０ｃ・・・から成る場合がある。

仕様書１０には、ソフトウェアの機能として、例えば、「スタータ信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３が入力されたら、作動状態を判定して、結果を出力する」、あるいは、「入力値から出力値を算出して、出力する」等の内容が、言葉で、多岐にわたり記載されている。上記のスタータ信号Ｓ１～Ｓ３、および結果等は、制御における入力値および出力値となる値であり、本発明の制御値に対応する。また、上記の作動状態を判定するための手段や、出力値を算出するための手段としては、判定式や関数式等があり、本発明の変換式に対応する。

データフロー生成装置１００は、図１に示すように、制御部１１０、および表示部１２０等を備えている。

制御部１１０の一例は、少なくともプログラムを格納したメモリと、このプログラムを実行する少なくともひとつのプロセッサとを備えるコンピュータである。この場合、コンピュータは、ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ、またはＧＰＵ：Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ等と呼ばれる少なくともひとつのプロセッサコアを備える。メモリは、記憶媒体とも呼ばれる。メモリは、プロセッサによって読み取り可能な「プログラムおよび／またはデータ」を非一時的に格納する非遷移的かつ実体的な記憶媒体である。記憶媒体は、半導体メモリ、磁気ディスク、または光学ディスクなどによって提供される。プログラムは、それ単体で、またはプログラムが格納された記憶媒体として流通する場合がある。

制御部１１０は、読取り部１１１、リスト生成部１１２、紐付け部１１３、記憶部１１４、およびデータフロー図生成部１１５等を有している。

読取り部１１１は、自然言語で記載されたソフトウェア用の仕様書１０における各種制御値、および各種制御値を変換するための変換式を読取る部位となっている。読取りにあたっては、読取り部１１１は、例えば、仕様書内におけるシンボルやマーク（「 」、‘ ’等）で囲まれた部位を制御値、あるいは変換式として読込む。あるいは、読取りにあたっては、読取り部１１１は、構文解析、字句解析等を用いた機械的な手法を用いてもよい。

以下、各種制御値としては、例えば、車両用のスタータにおける各種スタータ信号Ｓ１～Ｓ３を例にして示している。また、変換式としては、各種スタータ信号Ｓ１～Ｓ３に対して、スタータの作動状態を判定するための変換式Ｆ１（判定式）を例にして示している。尚、仕様書１０には、各種スタータ信号Ｓ１～Ｓ３、および変換式Ｆ１の他にも多数の制御値、変換式等が記載されている。

リスト生成部１１２は、読取り部１１１で読取りされた各種制御値、および変換式のそれぞれに識別用のＩＤを割り振ったリストを作成する部位となっている。図２、図３に示すように、各種制御値用のＩＤは、例えば、ＩＤＤ１、ＩＤＤ２、ＩＤＤ３・・・となっており、また、変換式用のＩＤは、ＩＤＦ１、ＩＤＦ２、ＩＤＦ３・・・となっている。図２では、各種スタータ信号Ｓ１～Ｓ３にＩＤＤ１～ＩＤＤ３が割り振りされたリストを示している。また、図３では、変換式Ｆ１にＩＤＦ１が割り振りされたリストを示している。

紐付け部１１３は、リスト生成部１１２で作成されたリストにおいて、変換式に対する入力および出力を決定し、各種制御値と変換式とを、識別用のＩＤ（ＩＤＤ、ＩＤＦ）を用いて紐付けする（関連付けする）部位となっている。

記憶部１１４は、各種制御値と変換式とにおいて、紐付け部１１３で紐付けされた紐付け情報を、リレーショナルデータとして記憶する部位となっている。紐付け情報は、例えば、「ＩＤＤ１（スタータ信号Ｓ１）は、ＩＤＦ１（変換式Ｆ１）に入力されるデータである」、「ＩＤＤ２（スタータ信号Ｓ２）は、ＩＤＦ１（変換式Ｆ１）に入力されるデータである」、「ＩＤＤ３（スタータ信号Ｓ３）は、ＩＤＦ１（変換式Ｆ１）に入力されるデータである」、となっている。

データフロー図生成部１１５は、記憶部１１４に記憶された紐付け情報を基に、各種制御値と変換式との関係を、図４に示すようなデータフロー図１１５ａとして自動的に生成する部位となっている。データフロー図１１５ａは、データの流れ（フロー）をグラフィカルに表現した図である。

表示部１２０は、データフロー図生成部１１５で生成されたデータフロー図１１５ａを使用者に対して表示する（可視化する）部位となっている。表示部１２０としては、例えば、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等の表示装置が使用される。尚、表示部１２０としては、ディスプレイ等の表示装置に代えて、データフロー図１１５ａを例えば、紙に印刷して出力する印刷装置としてもよい。

本実施形態のデータフロー生成装置１００の構成は、以上となっており、以下、作動および作用効果について説明する。

制御部１１０において、まず、読取り部１１１は、仕様書１０における各種制御値、および各種制御値を変換するための変換式を、仕様書１０内のシンボルやマークを基に、あるいは、構文解析、字句解析等によって、読取る。例えば、読取り部１１１は、各種スタータ信号Ｓ１～Ｓ３、および変換式Ｆ１を読込む。読取り部１１１における処理は、本発明のデータフロー生成方法における読取りステップに対応し、また、本発明のデータフロー生成プログラムの第１ステップに対応する。

次に、リスト生成部１１２は、図２、図３に示すように、読取り部１１１で読取りされた各種制御値、および変換式のそれぞれに識別用のＩＤを割り振ったリストを作成する。リスト生成部１１２における処理は、本発明のデータフロー生成方法におけるリスト生成ステップに対応し、また、本発明のデータフロー生成プログラムの第２ステップに対応する。

次に、紐付け部１１３は、リスト生成部１１２で作成されたリストにおいて、変換式に対する入力および出力を決定し、各種制御値と変換式とを、識別用のＩＤ（ＩＤＤ、ＩＤＦ）を用いて紐付けする。紐付け部１１３における処理は、本発明のデータフロー生成方法における紐付けステップに対応し、また、本発明のデータフロー生成プログラムの第３ステップに対応する。

次に、記憶部１１４は、各種制御値と変換式とにおいて、紐付け部１１３で紐付けされた紐付け情報を、リレーショナルデータとして記憶する。記憶部１１４における処理は、本発明のデータフロー生成方法における記憶ステップに対応し、また、本発明のデータフロー生成プログラムの第４ステップに対応する。

次に、データフロー図生成部１１５は、記憶部１１４に記憶された紐付け情報を基に、各種制御値と変換式との関係を、図４に示すようなデータフロー図１１５ａとして自動的に生成する。データフロー図生成部１１５における処理は、本発明のデータフロー生成方法におけるデータフロー生成ステップに対応し、また、本発明のデータフロー生成プログラムの第５ステップに対応する。

次に、表示部１２０は、データフロー図生成部１１５で生成されたデータフロー図１１５ａを使用者に対して表示する（可視化する）。表示部１２０における処理は、本発明のデータフロー生成方法における表示ステップに対応し、また、本発明のデータフロー生成プログラムの第６ステップに対応する。

以上のように、本実施形態によれば、自然言語で記載された仕様書１０を基に、制御値と変換式とが関係付けされたデータフロー図１１５ａが生成され、表示部１２０に表示されるので、使用者は、曖昧さを残すことなく、容易且つ明確に仕様書１０の内容を把握することが可能となる。

また、仕様書１０が、新設、変更、あるいは削除等されたときであっても、使用者による読み解き（内容確認）の手間を低減して、影響部位等の確認を容易に行うことができる。

また、仕様書１０がデータフロー図１１５ａとして可視化されることで、関連するソフトウェアとの整合性の確認が容易となり、例えば車両に用いられるものであれば、車両の機能安全に対して確実な保証対応が可能となる（トレーサビリティ性の向上）。

（第２実施形態）
第２実施形態のデータフロー生成装置１００Ａを図５に示す。第２実施形態のデータフロー生成装置１００Ａは、上記第１実施形態のデータフロー生成装置１００に対して、入力部１３０を追加して、使用者の使い勝手（データフロー図１１５ａ、仕様書１０の見やすさ）を向上させるようにしたものである。

入力部１３０は、データフロー図生成部１１５に対して、使用者が指定する指定内容を入力可能とする部位となっている。使用者が指定する指定内容は、例えば、使用者の希望する制御値（希望制御値）および／あるいは変換式（希望変換式）である。あるいは、使用者が指定する指定内容は、使用者の希望する変換式（希望変換式）である。

使用者は、希望制御値および／あるいは希望変換式を入力部１３０から入力すると、データフロー図生成部１１５は、希望制御値および／あるいは希望変換式を強調表示してデータフロー図１１５ａを生成する。強調表示は、例えば、文字の色、フォント等の変更により実施される。このデータフロー図生成部１１５による強調表示の処理は、本発明のデータフロー生成方法、および本発明のデータフロー生成プログラムの処理に含まれる。

これにより、強調表示される希望制御値および／あるいは希望変換式に絞って、データフロー図１１５ａを確認することができるので、使用者の確認の手間を低減することができる。

また、上記のように使用者が、希望制御値および／あるいは希望変換式を入力部１３０から入力したときの処理として、以下のように希望仕様書を表示させることも可能である。即ち、使用者は、希望制御値および／あるいは希望変換式を入力部１３０から入力すると、データフロー図生成部１１５は、希望制御値および／あるいは希望変換式が記載された希望仕様書を表示部１２０に表示させる（希望仕様書が開かれる）。このデータフロー図生成部１１５による希望仕様書表示の処理は、本発明のデータフロー生成方法、および本発明のデータフロー生成プログラムの処理に含まれる。

これにより、使用者の希望制御値および／あるいは希望変換式が記載された希望仕様書が表示部１２０に表示されるので、使用者は希望仕様書が、多数の仕様書１０ａ、１０ｂ、１０ｃ・・・のうち、どれに対応するかが分かり、希望仕様書に立ち返って容易に内容を確認することができる。

また、使用者は、希望変換式を入力部１３０から入力すると、データフロー図生成部１１５は、希望変換式に対する入出力数を表示部１２０に表示させる。このデータフロー図生成部１１５による入出力数提示の処理は、本発明のデータフロー生成方法、および本発明のデータフロー生成プログラムの処理に含まれる。

変換式に対する入出力数の多いものは、通常、重要度の高いものと見ることができる。よって、入出力数に応じて、重要度の高いものついての制御値および／あるいは変換式の確認が可能となる。

（その他の実施形態）
この明細書および図面等における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品および／または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および／または要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品および／または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、更に請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。

１０ 仕様書
１００、１００Ａ データフロー生成装置
１１０ 制御部
１１１ 読取り部
１１２ リスト生成部
１１３ 紐付け部
１１４ 記憶部
１１５ データフロー図生成部
１１５ａ データフロー図
１２０ 表示部
１３０ 入力部
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３ スタータ信号（制御値）
Ｆ１ 変換式

Claims (12)

1. 自然言語で記載されたソフトウェア用の仕様書（１０）における制御値（Ｓ１～Ｓ３）、および前記制御値を変換するための変換式（Ｆ１）を読取る読取り部（１１１）と、
   前記制御値、および前記変換式のそれぞれに識別用のＩＤを割り振ったリストを作成するリスト生成部（１１２）と、
   前記変換式に対する入力および出力を決定し、前記制御値と前記変換式とを、前記識別用のＩＤを用いて紐付けする紐付け部（１１３）と、
   前記紐付けされた前記制御値と前記変換式とを、紐付け情報として記憶する記憶部（１１４）と、
   前記紐付け情報を基に、前記制御値と前記変換式との関係をデータフロー図（１１５ａ）として生成するデータフロー図生成部（１１５）と、
   前記データフロー図を表示する表示部（１２０）と、を備えるデータフロー生成装置。
2. 前記データフロー図生成部に対して、使用者が指定する指定内容を入力可能とする入力部（１３０）を備え、
   前記指定内容は、前記使用者が希望する希望制御値および／あるいは希望変換式であり、
   前記データフロー図生成部は、前記希望制御値および／あるいは前記希望変換式を強調表示して前記データフロー図を生成する請求項１に記載のデータフロー生成装置。
3. 前記データフロー図生成部に対して、使用者が指定する指定内容を入力可能とする入力部（１３０）を備え、
   前記指定内容は、前記使用者が希望する希望制御値および／あるいは希望変換式であり、
   前記データフロー図生成部は、前記希望制御値および／あるいは前記希望変換式が記載された前記仕様書を前記表示部に表示させる請求項１に記載のデータフロー生成装置。
4. 前記データフロー図生成部に対して、使用者が指定する指定内容を入力可能とする入力部（１３０）を備え、
   前記指定内容は、前記使用者が希望する希望変換式であり、
   前記データフロー図生成部は、前記希望変換式に対する入出力数を前記表示部に表示させる請求項１に記載のデータフロー生成装置。
5. 自然言語で記載されたソフトウェア用の仕様書（１０）における制御値（Ｓ１～Ｓ３）、および前記制御値を変換するための変換式（Ｆ１）を読取る読取りステップと、
   前記制御値、および前記変換式のそれぞれに識別用のＩＤを割り振ったリストを作成するリスト生成ステップと、
   前記変換式に対する入力および出力を決定し、前記制御値と前記変換式とを、前記識別用のＩＤを用いて紐付けする紐付けステップと、
   前記紐付けされた前記制御値と前記変換式とを、紐付け情報として記憶する記憶ステップと、
   前記紐付け情報を基に、前記制御値と前記変換式との関係をデータフロー図（１１５ａ）として生成するデータフロー図生成ステップと、
   前記データフロー図を表示する表示ステップと、を備えるデータフロー生成方法。
6. 前記データフロー図生成ステップにおいて、使用者が希望する希望制御値および／あるいは希望変換式を強調表示して、前記データフロー図を生成する請求項５に記載のデータフロー生成方法。
7. 前記表示ステップにおいて、使用者が希望する希望制御値および／あるいは希望変換式が記載された前記仕様書を表示する請求項５に記載のデータフロー生成方法。
8. 前記表示ステップにおいて、使用者が希望する希望変換式に対する入出力数を表示する請求項５に記載のデータフロー生成方法。
9. 制御用のコンピュータを実行させるためのデータフロー生成プログラムにおいて、
   自然言語で記載されたソフトウェア用の仕様書（１０）における制御値（Ｓ１～Ｓ３）、および前記制御値を変換するための変換式（Ｆ１）を読取る第１ステップと、
   前記制御値、および前記変換式のそれぞれに識別用のＩＤを割り振ったリストを作成する第２ステップと、
   前記変換式に対する入力および出力を決定し、前記制御値と前記変換式とを、前記識別用のＩＤを用いて紐付けする第３ステップと、
   前記紐付けされた前記制御値と前記変換式とを、紐付け情報として記憶する第４ステップと、
   前記紐付け情報を基に、前記制御値と前記変換式との関係をデータフロー図（１１５ａ）として生成する第５ステップと、
   前記データフロー図を表示する第６ステップと、を含む処理を前記コンピュータに実行させるデータフロー生成プログラム。
10. 前記第５ステップにおいて、使用者が希望する希望制御値および／あるいは希望変換式を強調表示して、前記データフロー図を生成する処理を前記コンピュータに実行させる請求項９に記載のデータフロー生成プログラム。
11. 前記第６ステップにおいて、使用者が希望する希望変換式および／あるいは前記希望変換式が記載された前記仕様書を表示する処理を前記コンピュータに実行させる請求項９に記載のデータフロー生成プログラム。
12. 前記第６ステップにおいて、使用者が希望する希望変換式に対する入出力数を表示する処理を前記コンピュータに実行させる請求項９に記載のデータフロー生成プログラム。

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