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XML的UML模型向AADL模型的自动转换

UML已经成为复杂系统建模的工业标准,并可借助代码自动生成工具实现从分析到编码的开发过程自动化;AADL具有精确的语义和严格的语法规范,可用于描述嵌入式实时系统的软、硬件体系结构,并能分析系统的功能及非功能属性。 UML和AADL模型的基本元对象有相互对应关系,并且两种模型的表示都能够采用标准的XML的交换格式。为充分发挥两种语言的优势,文中研究了UML模型向AADL模型的自动转换,以XML为媒介实现两种模型的元对象的对应转换,最终达到两种模型的转换,使用户在设计阶段能够结合运用AADL、UML工具的优点对系统进行分析。     

基于时间Petri网的AADL模型

随着嵌入式系统设计日益复杂,对系统的描述也提出了越来越高的要求,特别是实时性能。因此如何描述实时性能逐渐受到重视。在嵌入式系统中,线程的时间属性影响着系统的实时性,因此在设计早期利用AADL描述线程,但是AADL只是一种半形式化的语言,不够精确,并可能产生二义性。因此,把AADL模型转化为时间Pe砸网,但是时间Petri网不能很好地表示AADL的时间属性。故在研究AADL模型的时间属性的基础上,针对时间Petri考虑区域值延时与固定延时,并把固定延时当作区域值时延的一种特殊情况。最后给出针对AADL模型转化为时间Petri网的相应规则。     

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。     

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.     

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。     

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。     

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.      

基于AADL语言的移动软件能耗评估方法

移动软件往往部署在电量受限的处理器上,能耗已成为评价这类软件的一个重要质量属性.与代码级和指令级相比,在设计级进行能耗评估具有耗时短、成本低的优点,近年来已成为软件工程学术界和工业界的研究热点.目前虽已涌现出一些设计级能耗评估方法,但这些方法大多未对软件构件的内部行为元素进行能耗评估,导致了精度问题.针对上述问题,基于体系结构分析设计语言AADL和StrongARM处理器构建了一种移动软件能耗评估模型,进一步定义了面向AADL语言的移动软件能耗评估过程,在此基础上研发了一款能耗评估工具,进而提出一种基于AADL语言的移动软件能耗评估方法.实验结果表明该方法较已有AADL能耗评估方法在精度上有所提高.