我正在研究医疗嵌入式系统项目，类似于输液泵。我们有一个初步的原型，我们正在进入项目的第二阶段。在这里，我们希望通过使用正式方法做得更好。我有CS背景，但没有任何正式工具或语言的经验。我发现了一些来自UPenn和Arizona的出版物，他们在输液泵原型（http://www.fda.gov/medicaldevices/productsandmedicalprocedures/generalhospitaldevicesandsupplies/infusionpumps/ucm202511.htm）上使用了Uppaal，AADL等。我想向社群询问可用于以下目的的工具或语言（最好是开源）。
1）目前，我们将UI屏幕作为状态机，并且有很多州。是否有正式的工具来指定和嵌入算法以及这些屏幕？ Z或TLA能用于此目的吗？
2）我应该使用哪些工具和语言来描述软件架构和设计？我们没有RTOS或复杂的硬件，它只是微控制器。
3）建模和验证控制算法和协议状态机的工具。
4）根据规范生成测试用例的工具。
我应该学习多种语言或工具吗？是否有一套最小的工具可以满足上述要求？