分区软件失效模式和效果研究

为了解决在综合模块化航空电子系统（IMA）中系统架构和分区软件设计面临的分区软件失效模式和应对措施问题,在深入分析分区软件与IMA平台之间交互过程的基础上,明确了分区软件特有的失效模式并分析了其失效效果,除了一般软件共有的失效模式以外,分区软件所特有的交互过程引入了新的失效模式,包括预期的交互功能未能执行、执行过程错误、执行过程超时和特定错误等,根据ARINC 653软件架构中定义的健康监控功能,提出了通过增加健康管理功能等应对措施来处理分区软件的失效,并通过实例分析说明了该措施可以有效降低分区软件失效带来的安全风险,从而提高分区软件和功能应用的可靠性,这些失效模式分析结果和应对措施也适用于其他高安全性要求环境下分区系统设计。     

针对AADL模型的可调度性分析方法研究

AADL(Architecture Analysis＆Design Language)语言是美国SAE(Society of AutomotiveEngineers)组织定义的一组满足航空电子综合化设计用的建模语言.它可以描述安全关键嵌入式实时系统功能和非功能性属性,非功能属性包括可靠性、安全性、可调度性等.通过对这些非功能属性进行分析,可以在设计阶段而不是实现阶段纠正系统设计缺陷,缩短系统开发周期和降低开发成本.总结了AADL语言对可调度性分析方面提供的支持,并分析比较了几种针对AADL模型的可调度性分析工具,在此分析和比较基础上,识别它们各自的优缺点,方便使用者根据需要选择合适的工具使用.     

AADL在中断控制系统建模中的应用

随着中断控制在嵌入式实时系统中的不断广泛应用,中断控制的可靠性是系统设计中面临的重要问题。虽然基于体系结构分析与设计语言(AADL)的形式化方法为这一问题的解决提供了思路,但AADL自身缺少 有效的元素和 方法来描述和建模中断。为此,提出一种结合AADL与中断控制器的中断控制系统设计方法,并运用GSPN可靠性计算模型对可靠性进行分析,从而为AADL在航电系统中的应用提供了思路。     

基于Uppaal的实时系统AADL数据流模型的转换与验证

体系结构分析设计语言AADL是一种可支持软硬件一体化建模及同一模型多元分析的形式化与图形化建模语言。采用时间自动机形式化模型检验方法对AADL模型中的数据流进行转换和验证。考虑到单一数据流与混合数据流的差异性,分别设计了数据流到时间自动机模型的转换规则,并通过时间自动机网络实现数据流的综合分析。设计开发了自动化模型转换的插件AADLToUppaal Plug-in,将其嵌入到OSTATE工具中,使用时间自动机建模与验证工具Uppaal对转换得到的时间自动机进行模拟和验证,等价地验证所设计的AADL模型数据流时延是否满足系统实时性要求。仿真实验结果表明,所设计的数据流模型转换方法能有效地将AADL模型转换到时间自动机模型,并能在Uppaal中正确地分析原模型的数据流时延特性。     

复杂嵌入式实时系统体系结构设计与分析语言:AADL

首先归纳了AADL(architecture analysis and design language)的发展历程及其主要建模元素.其次,从模型驱动设计与实现的角度综述了AADL在不同阶段的研究与应用,总结了研究热点,分析了现有研究的不足,并对AADL的建模与分析工具、应用实践进行了概述.最后,探讨了AADL的发展与研究方向.     

AADL模型的形式化研究

在嵌入式系统建模领域,AADL以其软硬件协同建模的特点已经逐渐成为业界的标准。围绕AADL的形式化特点,国内外众多学者展开了热烈的讨论。为了帮助系统开发人员深入了解AADL,指导软件开发进程,提高基于AADL模型的软件开发效率,分别从AADL模型可靠性分析、可调度性分析以及AADL模型测试这三个不同角度综述了已经出现的各种AADL形式化验证理论,对比分析了它们的优点和不足。简要介绍有关AADL验证工具,研究基于AADL模型的嵌入式开发平台的构建。     

基于UPPAAL的AADL行为模型验证方法研究

Web服务(Web services)已成为当前和未来网络分布式应用的主流软件开发技术。如何确保Web服务软件的质量和可靠性是当前软件工程领域关注的焦点问题。分析了Web服务测试的层次和阶段,以及测试工具的现状,提出了Web服务自动化测试的技术框架,分析了此框架内Web服务操作、Web服务操作序列和Web服务组合WSB-PEL流程测试的关键技术,并研制了测试用例自动生成的原型系统,给出了实验结果,最后指出Web服务自动化测试技术值得进一步探讨的主题。     

采用AADL的软件系统可靠性建模与评估方法

结构分析与设计语言(architecture analysis and design language,AADL)是应用于嵌入式领域的体系结构建模、分析和验证的重要手段。针对系统可靠性随着其规模、复杂度和性能需求的不断提升而愈显突出的问题,给出了一个基于AADL的软件系统可靠性建模与评估框架:首先建立AADL可靠性模型,然后将其转换为广义随机Petri网(generalized stochastic Petri net,GSPN)模型后再进行分析,最后根据分析结果判断是否需要进行模型改进。在研究已有的基本转换规则的基础上,重点讨论了系统中组件之间错误传播以及表示系统发生模式转换的Guard_Transition属性到GSPN的转换规则。以某飞行控制系统中数据发送和处理单元为实例,验证了所提转换规则和可靠性建模与评估框架的有效性。     

一种弹载软件设计方法及其开发环境原型

面向未来多目标、超远距的空空导弹发展需求,基于多处理器的分布式并行处理系统及其开发环境是弹载软件发展的方向。在保证系统可靠性、可移植性以及实时性的前提下,为提高软件开发效率、降低开发成本,对弹载软件系统的设计与开发方法有了更高的要求。本文基于新型航空嵌入式实时系统体系结构描述语言标准AADL,提出针对的弹载软件设计与分析的方法和基于实时中间件的方法,设计了面向用户的弹载软件开发支持环境的原型系统,从而可支持形成一体化的弹载软件设计、分析与开发框架。     

基于UML MARTE处理AADL的端到端流延迟

AADL和MARTE都支持对实时嵌入式系统形式化建模的分析。利用MARTE的时间模型设备,研究MARTE是如何对实时嵌入式系统的建模和分析的,能够比较准确的通过事件或者数据端口的端到端流延迟分析,表达AADL周期性或非周期性任务。