AADL模型的测试方法研究

近几年来,MDA开发方式的应用使得如何保证模型质量成为研究的热点.以基于模型的测试为研究对象,研究了对AADL模型进行模型测试的方法,并提出了结合马尔可夫链对AADL模型进行测试的框架以及实施方法.最后,通过示例进一步说明了该方法.     

航空机载软件安全性测试技术研究

航空机载软件的安全性问题日趋严重,亟需对其进行严格的专门性测试,首先对当前的软件安全性测试研究现状予以总结,针对航空领域测试环境的特点提出了各种机载软件安全性指标;其次,在充分的安全性分析和传统的可靠性测试理论基础上,依照软件运行的关联风险值构建出机载软件的关键运行剖面,对机载软件安全性的关键运行进行严格的测试,并提出了机载软件安全性测试用例的生成算法;最后,利用统计理论探讨了测试用例数的改进和加速确定方法,用以提高软件的安全性测试效率.     

面向AADL模型的存储资源约束可调度性分析

嵌入式实时系统在安全关键领域变得越来越重要,其广泛应用于航空航天、汽车电子等具有严格时间约束的实时系统中.随着嵌入式系统的复杂度越来越高,在系统开发的早期设计阶段就需要对其可调度性进行分析评估.系统中的存储资源会对可调度性产生一定影响,在抢占式实时嵌入式系统引入缓存后,任务的最坏执行时间可能发生变化.因此,分析缓存相关抢占延迟对实时嵌入式系统的可调度性影响一直以来是困扰大规模复杂系统架构设计的一个技术难题.本文提出了一种面向软件架构级别、基于抢占调度序列的缓存相关抢占延迟计算方法,用来分析缓存相关抢占延迟约束下AADL （架构分析和设计语言）模型的可调度性.论文扩展了AADL关于存储资源架构设计的模型元素,来支持对缓存属性进行建模,提出了一种基于模型构件进行抢占序列排序、缓存相关抢占延迟时间计算和被抢占任务最坏执行时间的估算方法,来对系统架构各功能构件在共享系统存储资源下系统的可调度性进行分析.论文还实现了分析缓存相关抢占延迟约束下的系统任务可调度性分析工具原型,并以某型飞机机载开放式智能信息系统为例,在航空电子系统架构设计中进行尝试,验证了该方法的在复杂系统设计中的对实时性分析的可行性.     

一种智能家庭嵌入式系统的设计与实现*

针对电力线载波技术是实现家庭与个人信息化“最后10米”问题最有效手段之一,提出了一种基于电力线载波通信的家庭智能化解决方案;借助电力线的公共性,采用载波通信处理芯片,设计智能家庭嵌入式软件系统,实现对智能家庭管理的灵活性和便捷性。     

基于AADL的混合关键系统随机错误与突发错误安全性分析

许多复杂的嵌入式系统都是混合关键系统(mixed-criticality system,简称MCS).MCS通常需要在指定的关键性(criticality)等级状态下运行,但是它们可能会受到一些危害的影响,这些危害可能会导致随机错误和突发错误,进一步导致执行线程中止,甚至导致系统故障.目前的研究仅集中于对MCS的可调度性分析,未能进一步分析系统安全性,未能考虑线程之间的依赖关系.本文以随机错误和突发错误为研究对象,提出一种集成故障传播分析的基于架构的MCS安全分析方法.使用架构分析和设计语言(Architecture Analysis and Design Language,简称AADL)刻画构件依赖关系.为了弥补AADL的不足,创建新的AADL属性(AADL突发错误属性),并提出新的线程状态机(突发错误行为线程状态机)语义来描述带有突发错误的线程执行过程.为了将概率模型检查应用于安全分析,提出模型转换规则和组装方法,从AADL模型推导出PRISM模型.建立了两个公式,分别获得定量安全属性以验证故障发生的概率,以及定性安全属性以生成相应的正例来求出故障传播路径来进行故障传播分析.最后,以动力艇自动驾驶仪(power boat autopilot,简称PBA)系统为例,验证了该方法的有效性.     

形式化方法与应用专题前言

<正>形式化方法是采用数学方法,对复杂计算机系统建立严格语法与语义规范的系统设计与验证方法,常用于复杂动态系统的需求规约、模型设计和属性验证,在计算机硬件设计、软件系统构造、控制系统模型设计与分析、通信系统协议验证和程序代码合成等方面得到了成功的应用.近年来,在深度学习、区块链、量子计算、物理信息融合系统等新兴领域,形式化方法也逐步应用和适配,对提升系统的安全性和可靠性起到了极大的促进作用.