基于马尔科夫链的构件化嵌入式软件能耗估算模型

在目前全球倡导"低碳经济"的背景下,嵌入式软件能耗已成为嵌入式系统设计的重要考量因素,一种快速有效的软件能耗估算模型对于嵌入式软件早期开发具有重要的意义.本文着眼于构件化嵌入式软件,从基于状态的角度出发,将嵌入式软件系统的运行过程视为一个状态的集合,提出了一种基于马尔科夫链的嵌入式软件能耗估算模型.然后,通过使用状态转移概率矩阵获得嵌入式软件构件的稳定状态分布,再结合构件的能耗测量值,实现嵌入式软件的能耗估算,并通过实验验证了该模型的有效性.     

基于随机Petri网的嵌入式软件能耗模型

传统的软件能耗测量方式是在软件设计完成后进行实际测量从而得到能耗值,不能在软件的设计初期形成一定的数据量为开发做出参考。为此,从体系结构层面对软件进行构件化处理,基于随机Petri网分别对构件、接口、连接件各模块进行建模与分析,构造出嵌入式软件能耗模型ESPN。给出寻找3种能耗路径的方法,根据能耗状态可达图对软件能耗进行预测并求得其确切值。通过实例化分析与设计验证了该模型的有效性。     

基于μC/OS-II的嵌入式构件系统设计

随着嵌入式产品需求的快速增长,传统的嵌入式软件开发方法已无法满足现有需求,而基于构件的软件开发方法以其自身可复用、可组装、可定制等特点,极好地满足了嵌入式软件的特性.本文将构件化技术与嵌入式软件设计方法结合,扩展了通用软件构件模型,基于μC/OS-II实时操作系统,提出了一种适用于嵌入式软件的基本构件模型及体系结构,并在键盘应用实例中得到验证.     

嵌入式软件平台的构件化模型研究

为了提高嵌入式软件的生产率,本文提出了一种基于构件的嵌入式软件平台模型CBMESP.CBMESP将软件开发平台与运行平台以统一的构件模型进行构件化,使其可以应用于各种嵌入式领域而不必更改该模型,只需调整构件库中的具体构件即可,具有普遍适用性.因此,CBMESP不但加强同一领域内,也加强了领域之间的重用性.CBMESP强调并提供了开发平台与运行平台（应用软件）统一的基于构件的定制方式,更好满足了嵌入式软件开发的多样性要求;最后,CBMESP根据嵌入式软件特点提出构件模型由三个可以独立实现和运行的部分组成,并解决了各部分之间信息的传递问题,较好适应了嵌入式软件的交叉开发过程和嵌入式系统资源有限的特点.     

基于μC/OS-Ⅱ的嵌入式构件系统设计

随着嵌入式产品需求的快速增长,传统的嵌入式软件开发方法已无法满足现有需求,而基于构件的软件开发方法以其自身可复用、可组装、可定制等特点,极好地满足了嵌入式软件的特性。本文将构件化技术与嵌入式软件设计方法结合,扩展了通用软件构件模型,基于μC/OS-Ⅱ实时操作系统,提出了一种适用于嵌入式软件的基本构件模型及体系结构,并在键盘应用实例中得到验证。     

构件化嵌入式软件设计模型非功能性质验证的工具实现

嵌入式软件的非功能性质是系统高可靠性的重要构成部分.传统的嵌入式软件可靠性保障技术主要关注于系统开发后期,缺乏有效工具对系统设计的非功能性质进行分析与验证.对基于接口自动机模型的构件化嵌入式软件设计验证原型工具T-CBESD(Tool for Component-based Embedded Software Designs)进行了资源及能耗等非功能性质验证功能的扩展设计与实现,包括:资源接口自动机和能耗接口自动机模型的输入输出接口设计、UML顺序图模型的预处理、带非功能语义信息的组合系统状态空间数据结构的设计、非实时资源使用性质与实时相关能量消耗特征验证算法的实现,以及一个通信构件组合系统的实例应用分析.     

可组合嵌入式软件建模与验证技术研究综述

可组合嵌入式软件以构件开发技术为基础,研究嵌入式构件的建模、组合性质、构件间组合机制以及组合验证等理论、方法和技术.从组合理论、建模与验证技术这3个方面对可组合嵌入式软件的研究现状进行调研分析.组合理论研究给出构件可组合性的乐观定义和悲观定义,从组合操作、组合规则两个方面定义构件间的组合机制.针对嵌入式构件的特点,着重调研了非功能特性和异构构件的建模与组合技术,分析了非功能特性约束、面向多特性的模型等方法.分析了基于契约的验证、基于不变量的验证、基于模型检查的验证等多种嵌入式软件组合验证技术.最后,探讨了需要进一步研究的问题.     

基于即时验证的软件验证工具改进设计与实现

基于设计模型的分析技术是现代复杂嵌入式软件系统高可靠性的重要保障手段.基于即时验证(On-the-flyverification)方法对一个构件化嵌入式软件设计模型原型验证工具T-CBESD进行了改进设计与实现.集成Topcased和JFLAP扩展了T-CBESD图形化建模接口;设计并实现了相关输入处理与转换;重新设计并实现了状态空间数据结构,包括功能、非功能行为(实时、资源、能耗等)验证问题在内的多个基于路径的一致性即时验证算法.给出了改进工具在火灾预警系统中的应用实例与分析.     

嵌入式环境中的软件构件化研究

根据嵌入式系统的固有特点,将构件化的思想引入到嵌入式系统中,对嵌入式软件进行了构件化改造。针对底层驱动和操作系统的构件化,可有效提高软件系统的可移植性以及安全性;对应用层软件的构件化,提高了嵌入式软件的可配置性,并减少了软件系统的每个应用的体积。最后以嵌入式通讯协议栈为例,测试了构件化对软件性能的影响,对嵌入式软件的构件化改造有参考意义。     

嵌入式环境中的软件构件化研究

根据嵌入式系统的固有特点，将构件化的思想引入到嵌入式系统中，对嵌入式软件进行了构件化改造。针对底层驱动和操作系统的构件化，可有效提高软件系统的可移植性以及安全性；对应用层软件的构件化，提高了嵌入式软件的可配置性，并减少了软件系统的每个应用的体积。最后以嵌入式通讯协议栈为例，测试了构件化对软件性能的影响，对嵌入式软件的构件化改造有参考意义。