基于协议栈的现场总线协议转换通用化设计

为实现不同现场总线之间的通信和提供统一的设计模式，达到屏蔽现场总线异构性的目的，对多种现场总线集成环境下不同总线之间的通信进行了研究，建立协议栈模型实现了协议转换网关的通用化设计。与传统的协议转换方式相比，不再局限于一对一的转换，具有与对象位置、通信协议的无关性，提高了系统的扩展性和对不同总线的兼容性。     

分布式软件模块的相关性与软件可靠性模型

在一个分布式系统中，一个结点上的程序模故障可能是该模块自身产生的，也可能是由与该模块通信的另一结点上的模块或文件的故障引起的，所以，软件故障可以通过程序模块和文件的相关集合来跟踪，基于上述特点，提出一种分布式软件的可靠性模型。     

一种非周期任务的超时故障模型

实时软件故障与一般软件故障相比，具有一般软件所不具有的故障特征，即超时故障。实时任务分为周期任务和非周期任务，由于两类不同任务的超时特性不同，因而分析方法也不同。文中基于随机过程中事件的平均到达率并用Ｒａｔｅ－Ｍｏｎｏｔｏｎｉｃ调度算法，分析了非周期任务的超时特性并建立相应的超时故障模型。     

基于TrustZone的TEE设计与信息流形式化验证

基于可信硬件构建安全关键应用的可信执行环境（TEE）,是嵌入式安全领域的一个研究热点。虽然底层硬件可信,但TEE软件仍可能因错误使用硬件指令或存在其他安全漏洞而导致机密信息泄露。该文基于ARM TrustZone技术提出了多层次的TEE架构,并建立了安全通信通道,用户层可信应用不能直接访问非可信环境的软硬件资源,只能通过内核层的安全通信通道API与外界通信,因此整个TEE的信息流不再受用户层影响。该文进一步提出了TEE形式化模型（TEEFM）,借助Coq辅助证明器验证了TEE信息流无干扰性并证明了TEE安全监控模块不存在整型溢出、程序返回地址异常等资源边界类软件漏洞,以此保证了TEE的自身安全性。     

可生存嵌入式OS内存管理设计与实现

可生存嵌入式系统是一个较新的研究领域.根据可生存性对嵌入式OS内存管理的要求,在uCLinux2.6的基础上,提出并实现了一种基于数据备份技术、内存保护技术以及内存泄漏检测处理技术的嵌入式OS内存管理方案.大量测试表明,该方案能有效提高嵌入式系统的可生存性.     

Kernel-based virtual machine事件跟踪机制的设计与实现

分析了基于处理器硬件虚拟化技术实现的KVM子系统的架构.针对KVM跟踪独立事件信息的局限性,提出一种新的KVM事件跟踪机制(kvmtrnee)来达到性能调节的目的,并使用relayfs接口进行了设计与实现.同时探讨了Linux kernel Markers实现机制及其在kvmtraee的实际应用.     

X86平台上高效高安全性的设备虚拟化模型

针对现有设备虚拟化模型存在性能和安全性等方面的不足,提出了一种基于硬件IOMMU的高效且安全的设备直接分配模型,并在Xen中以显示设备为例实现了该方案。该模型安全性优于基于IOVM架构的泛虚拟化设备模型。基准测试工具Viewperf测试结果表明,该方案在性能上接近于非虚拟化平台,明显优于通常的设备模拟模型。     

基于ZIGBEE的环境监测预警系统网络节点的设计与实现

Zigbee作为新兴的无线通讯协议在国防军事、工业控制等方面得到大力发展。本文主要介绍基于Zigbee协议标准的环境监测预警系统中无线传感器节点的设计与实现。     

综合模块化航空电子分区配置启动机制

为了解决综合模块化航空电子（IMA）系统资源分配问题并明确分区启动时间,以VxWorks 653分区操作系统为研究实例,针对分区配置和启动过程采用统一建模语言（UML）建立了包括类图和时序图在内的模型。该模型深入地分析了分区配置和启动机制,说明了分区配置在资源分配以及操作系统编译和分区初始化过程中的作用,阐述了分区"冷启动"和"热启动"模式的差别,并建立了实验平台测试两种启动模式的启动时间,测试结果显示分区冷启动和热启动的时间分别为148 ms和8.5 ms,进而提出了这两种分区启动模式的应用场景以及分区配置和应用程序软件启动初始化设计的策略。例如在建立分区主时间框架和健康监控策略过程中应确定分区启动的方式并充分考虑分区启动时间,这些设计策略也适用于其他高安全性应用环境中分区系统的设计。