AADL软件容错系统建模与评估

提出了一种解决软件客错系统的可靠性评估方法,该方法基于AADL,对嵌入式软件系统进行建模,详细分析了软件系统内部各种构件的各种错误状态和其之间的错误传播,构建了AADL软件系统错误模型,并根据基本的转换规则将其转化为广义随机Petri网模型,使用现有工具对其进行了计算,从而实现了软件客错系统的可靠性评估;以航空交通控制(ATC)为应用场景进行实验.根据经验数据适当的假设了部分构件的失效率,收到了较好效果.     

基于AADL的综合航电分区系统可调度性判定

综合模块化航电(IMA)系统中的分区系统提高了其可靠性和安全性,但在系统设计和实现过程中,应采用各种分析和验证方法确保系统的时间需求得到满足。为此,针对符合ARINC653规范的IMA系统,根据分区系统层级调度的特性,提出一种基于仿真的分区任务集可调度性判定方法。借助Cheddar工具及其自定义调度策略功能,使架构分析和设计语言(AADL)具有对分区系统进行建模的能力,并利用该工具对AADL模型进行仿真以判定系统的可调度性。实例分析结果表明,该方法能自动、准确、快速地进行可调度性判定,并以甘特图的方式绘制任务调度过程,得到直观、详细的结果。     

基于AADL的软件重构工具设计与实现

模态(Mode)表示的是软件可操作配置的状态,在一个或多个模态内可对资源和属性进行重新配置,即重构。目前,在对VxWorks系统下C程序的AADL架构进行模态的提取和蓝图制定过程中,还没有现成的工具。因而,设计一个基于AADL架构的软件重构工具将给软件架构的重构提供更大的帮助。为了搭建起基于AADL架构的软件重构可扩展工具平台,在Eclipse开源开发环境下,设计了SRM2( Software Reconfiguration Middlcware based on Mode)插件工具。SRM2工具主要完成对C程序的AADL架构的扫描进而描述程序架构的静态蓝图信息,以及结合代码(探针设计和植入)在VxWorks系统下的运行信息生成动态蓝图,从而指导软件的重构。     

一种面向AADL架构的模型测试方法

鉴于模型在软件系统开发中日趋重要的地位和AADL模型在嵌入式软件建模中的良好应用前景,为了在嵌入式软件系统开发前期保证AADL模型的质量,提出了一种基于模型测试的AADL架构验证方法;该方法应用马尔可夫链描述AADL架构的行为,然后根据得到的马尔可夫链模型以及系统设计要求标准生成相应的测试用例和测试预言,并通过测试用例执行输出和期望值的比较判断AADL模型的正确性,实现对系统AADL模型的测试;最后通过案例分析证明了该方法的有效性。     

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.     

飞行管理系统AADL建模与分析

航空电子系统软件的建模与分析是保证军用和民用飞机高可靠、高性能的重要手段,也是模型驱动软件体系结构的重要组成部分。飞行管理系统作为航空电子系统的重要组成部分,传统上,对该系统的可调度性分析是在系统设计完成后,在实现与验证阶段进行的,这使得系统无法进行的准确地软硬件需求分析。采用先进的建模方法AADL对其进行建模,为飞行管理系统的可调度性分析、可靠性分析以及通信延迟等分析提供了可能,使得在系统需求分析阶段就可以准确确定系统的软硬件需求,并能大大降低系统的更改验证成本。首先论述了建模语言AADL的基本构成以及与航空电子应用接口规范ARING653的对应关系;然后描述了飞行管理系统的功能构成,并建立了飞行管理系统的AADL模型;最后详细论述了系统调度理论,AADL工具,飞管系统AADL模型的仿真分析。通过仿真分析为飞管系统的处理器选型、系统设计、软件设计与优化提供了依据。     

IoT-Enabled Autonomous System Collaboration for Disaster-Area Management

Timely investigating post-disaster situations to locate survivors and secure hazardous sources is critical, but also very challenging and risky. Despite first responders putting their lives at risk in saving others, human-physical limits cause delays in response time, resulting in fatality and property damage. In this paper, we proposed and implemented a framework intended for creating collaboration between heterogeneous unmanned vehicles and first responders to make search and rescue operations safer and faster. The framework consists of unmanned aerial vehicles (UAVs), unmanned ground vehicles (UGVs), a cloud-based remote control station (RCS). A light-weight message queuing telemetry transport (MQTT) based communication is adopted for facilitating collaboration between autonomous systems. To effectively work under unfavorable disaster conditions, antenna tracker is developed as a tool to extend network coverage to distant areas, and mobile charging points for the UAVs are also implemented. The proposed framework’s performance is evaluated in terms of end-to-end delay and analyzed using architectural analysis and design language (AADL). Experimental measurements and simulation results show that the adopted communication protocol performs more efficiently than other conventional communication protocols, and the implemented UAV control mechanisms are functioning properly. Several scenarios are implemented to validate the overall effectiveness of the proposed framework and demonstrate possible use cases.      

一种SysML模型到AADL模型的自动转换方法

安全关键系统的实现需要通过需求、设计、集成、验证和测试等多个阶段。近年来,模型驱动开发方法逐渐成为安全关键系统设计与开发的重要手段。由于还没有一个建模语言能够支持整个安全关键系统开发生命周期,因此选择集成使用2种广泛使用的标准语言:系统建模语言(SysML)和嵌入式实时系统体系结构分析与设计语言(AADL)。SysML和AADL提供了同一系统的2个不同视图,SysML模型为系统工程师提供了一个系统视图,AADL为架构设计师建立一个较低层次的设计视图,它结合了实现所有功能的硬件、操作系统和代码。提出一种SysML模型到AADL模型的自动转换方法。首先,定义SysML子集SubSysML,主要包括模块定义图(BDD)、内部模块图(IBD)、活动图(ACT)子集和从IBD和BDD扩展的AADL Profile;其次,定义SubSysML到AADL的转换规则并设计转换算法;然后,对生成的AADL初始模型进行精化;最后,使用EMF框架技术实现SubSysML到AADL的模型转换工具并通过雷达案例验证所提方法的有效性。     

基于故障树分析的嵌入式系统AADL模型可靠性分析方法

采用架构分析与设计语言(AADL)建立嵌入式系统的半形式化模型,实现从AADL模型到静态故障树(Static Fault Tree,SFT)模型的转换,并根据故障树定量分析法对系统可靠性进行分析。首先结合AADL错误模型附件建立可靠性模型;然后设计了从AADL模型到SFT模型的语义映射规则,并实现了将AADL模型中的基本元素转换为静态故障树中相对应的元素;最后结合飞机车轮刹车系统实例,使用文献中提出的方法对其进行可靠性分析,从而验证 所提方法的可行性和有效性。