一种嵌入式实时系统软件能耗建模与分析的方法

随着嵌入式实时系统低能耗研究的不断深入,软件能耗已经成为影响系统的主要因素,并朝着定量分析方向发展.针对嵌入式实时系统缺乏有效的软件能耗建模与分析的方法,提出一种基于进程代数的嵌入式实时系统软件能耗建模与分析的方法.通过在时间通信顺序进程上扩展价格信息得到价格时间通信顺序进程,将嵌入式实时系统指令的功耗映射成价格时间通信顺序进程的价格,利用价格时间通信顺序进程对嵌入式实时系统软件能耗建模并进行量化分析,提出的最优路径算法可以对建模结果进行指令功耗可满足性检查,并计算当前最低能耗可达路径.该方法可以从很大程度上提高嵌入式实时系统软件能耗计算和分析的准确性,计算结果有助于嵌入式实时系统软件能耗的量化分析和优化设计.     

基于RTX的工程飞行模拟器数据采集与存储系统设计

在一些仿真应用中,由于Windows操作系统较差的实时性,从而给许多半物理仿真试验带来了一些不确定的因素.在充分论证的基础上,引入了Ardence公司的基于Windows的硬实时解决方案RTX（Real-Time eXtension）,并结合某型号飞行器仿真课题总结出了Windows环境下RTX实时应用系统的设计方法与开发流程以及RTX下硬件板卡驱动程序的编写,最后将这种设计方法成功应用在某型号飞行器飞行仿真系统中.实验证明该仿真系统是可靠的、稳定的,整个实验过程中飞行器的飞行数据没有丢失,仿真周期确定,结果正确,RTX仿真程序能够满足系统对实时性和确定性的要求.     

一种针对依赖性周期任务的实时多核调度算法

针对软实时系统中的一类同时具有依赖性与周期性的任务,提出一种基于单行树矩阵(MST)的动态因子均衡调度算法SMD(schedule on matrix of the single tree and dynamic load factor)。该算法通过对MST矩阵的特性进行分析,将任务划分为若干并行集,再综合考虑已执行时间、任务间的依赖关系及任务最早截止时间几个要素,以动态因子的形式对任务进行实时调度。最后,还以证明的形式给出了可充分调动的任务集的充分条件,并以此为基础随机生成了测试任务集,进行了对比实验。实验表明,与文献中现有经典算法相比,新算法使处理器利用率提升近15%,任务丢失率降低2%。     

概率时段演算的模型检验概述

在实际工程应用中,越来越多的系统表现出具有概率性等特征。作为对于此类实时系统的建模,概率时间自动机因为其能同时表示概率性、随机性和不确定性而被广泛采用。在对此类带概率性质的实时系统进行描述时,作为时段演算的一种扩展,概率时段演算被用来计算此类系统满足需求的概率。该文主要概述基于概率时间自动机的概率时段演算的模型检验主要步骤及其核心算法,其中模型检验的核心算法通过分别将前两者转换为区域图和概率分支时间逻辑来达成。     

可重构计算在提高数据采集系统容错中的应用

可重构计算技术在数据采集系统中的应用越来越广泛,这不仅得益于可重构计算技术能够更快的对数据进行处理、降低系统能耗,还得益于其可以提高系统的可靠性。该文介绍了如何利用可重构计算技术,提高数据采集系统的容错能力,使数据采集系统在出现硬件故障时能保持正常工作的能力。     

基于时间扩展的ASEHA建模与验证

为了有效地分析实时系统,在原计算模型的基础上,引入了时钟变量,在迁移上增加了时钟约束,扩展了异步扩展层次自动机的语义.运用基于时间扩展的ASEHA,分析了ATM系统,建立了用户和ATM的模型,并使用模型检测工具UPPAAL对模型进行验证,从无死锁、活性及可达性性质出发,验证了ATM系统的安全性.实验表明,提出的基于时间...     

基于XML的UML模型向AADL模型的自动转换

UML已经成为复杂系统建模的工业标准,并可借助代码自动生成工具实现从分析到编码的开发过程自动化;AADL具有精确的语义和严格的语法规范,可用于描述嵌入式实时系统的软、硬件体系结构,并能分析系统的功能及非功能属性。 UML和AADL模型的基本元对象有相互对应关系,并且两种模型的表示都能够采用标准的XML的交换格式。为充分发挥两种语言的优势,文中研究了UML模型向AADL模型的自动转换,以XML为媒介实现两种模型的元对象的对应转换,最终达到两种模型的转换,使用户在设计阶段能够结合运用AADL、UML工具的优点对系统进行分析。     

基于DCPS的分布式实时通信体系结构分析及时延测试

针对分布式实时系统对结点间通信延迟的确定性要求,探讨了基于DCPS通信模型的分布式实时通信体系结构.分析了联邦式、分布式和集中式的DCPS通信模型体系结构设计策略及其对分布式实时系统通信延迟、可靠性及可扩展性的影响,通过定义实时通信测试主题,设计外部应用接口,提出了一种分布式实时系统的通信延迟测试方法.结果表明,在有效满足分布式实时系统对网络通信延迟确定性要求的前提下,以分布式体系结构设计策略实现的DCPS通信模型具有更小的通信延迟及抖动.     

新的混合关键任务调度算法的研究

分析了混合关键系统中当前任务调度方法存在的问题, 提出一种正反向时间分割和关键因子优先的调度算法, 该方法将所有混合关键任务按照不同级别进行时间正反向分割得出空闲时间窗口, 并根据关键因子的大小决定优先级别. 为了减少在关键级别转化过程中优先级低的任务丢失死限的工作数量, 将空闲窗口分配给由于关键级别转化而使得优先级落后的任务. 仿真实验表明, 该方法在降低任务丢失死限率和完成任务的数量方面比按照关键级别进行优先级指派算法(CAPA)和OCBP方法较优.     

基于FFNN和1D-CNN的实时心律失常诊断系统与算法

为了解决心律失常实时诊断的问题,设计并实现了实时心律失常诊断系统,并提出了一种基于前向反馈神经网络(FFNN)和一维卷积神经网络(1D-CNN)的实时心律失常诊断算法。系统利用可穿戴的心电图(ECG)采集设备采集心电信号并实时无线传输到客户端软件进行心律失常诊断,然后将诊断结果自动上传至服务器。心律失常诊断算法以原始胸导联ECG并采用200 ms时间窗的片段作为输入,首先使用一个基于FFNN模型的分类器实时检测R波的位置,然后提取出每3个R波之间的心电序列并重采样为长度360点作为ECG_RRR特征,最后使用一个基于1D-CNN模型的分类器进行实时心律失常分类。利用MIT-BIH心律失常数据库中MLII导联ECG数据训练算法模型并对系统进行测试。结果表明,提出的实时心律失常诊断系统与算法具有正确率高、实时性强且易部署的特点,对于跨病人的R波位置检测查全率为98.0%,查准率为99.5%以及整体正确率为97.6%,对于5分类的心律失常检测正确率为91.5%。