基于Z3的Coq自动证明策略的设计和实现

形式化验证方法被认为是一种构建高可信软件系统的有效手段.在定理证明工具通过手动写证明脚本来验证系统软件的功能正确性,这种验证方式表达力强,可以证明复杂系统,但是自动化程度低、验证代价比较高,而使用程序验证器接受经过规范标注的源代码生成验证条件,并将验证条件交给约束求解器自动求解,这种方式自动化程度高,缺点在于它很难验证复杂系统软件的全部功能的正确性.本文结合上述两种方式的优点,在定理证明工具Coq中实现了一个自动证明策略smt4coq,它通过在Coq中调用约束求解器Z3自动证明32位机器整数相关的数学命题,提高了自动化验证的程度,减轻用户手动验证程序的开销.     

温度循环对SMT焊点的影响分析

随着表面贴装技术广泛地应用于微电子电路,使得研究环境对焊点的可靠性影响等问题越来越重要,尤其是低周热疲劳问题。通过-40-125℃和0-100℃温度循环情况下的印刷电路板焊点拉拔实验及其实验数据找出温度变化对焊点失效的影响情况。分析得出随着温度循环数的增加,平均拉拔力从15N减小到5N,且温差越大拉拔力减小的速率越快,即实验1明显比试验2拉拔力下降速度快并且最终能减小到3.52N。分析其原因可知在经过长期的热循环,焊点和焊盘发生了部分开裂,但并没有导致电性失效。焊点部分开裂,使拉拔过程,在施加很小的力的情况下即发生失效。     

手工组装SMA的质量控制

介绍了影响手工组装ＳＭＡ的质量因素,提出了控制办法     

基于最小能量原理的SMT焊点三维形态预测

本文应用最小能量原理和有限元方法建立表面组装技术（ＳＭＴ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）形成的焊点三维形态预测模型,并运用该模型对塑料球栅阵列（ＰＢＧＡ：Ｐｌａｓｔｉｃ Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）器件焊点三维形态问题进行了预测和分析。最后将预测结果与试验结果以及国外学者用数学分析模型所得的预测结果进行了对比验证。     

BGA焊点的质量控制

BGA是现代组装技术的新概念,它的出现促进SMT(表面贴装技术)与SMD(表面贴装元器件)的发展和革新,并将成为高密度、高性能、多功能及高I/O数封装的最佳选择.本文结合实际工作中的一些体会和经验,就BGA焊点的接收标准、缺陷表现及可靠性等问题展开论述,特别对有争议的一种缺陷空洞进行较为详细透彻的分析,并提出一些改善BGA焊点质量的工艺改进的建议.     

贴装元件的方差环形投影特征匹配识别

为了准确定位贴片后印刷电路板（PCB）上电子元件的位置,提出了一种基于方差环形投影的图像快速匹配算法。先将输入图像用小波变换分解为不同尺度的低频图像,之后利用方差环形投影特征做序贯相似性检测得到一系列可能的匹配点,最后在这些点上作相关匹配运算,获得其准确的位置。实验证明该算法大大减少了计算量又保持了匹配的精度,而且对图像的旋转不敏感。     

基于高维空间典型样本Steiner最小树覆盖模型的一类分类算法

最小生成树数据描述方法在刻画高维空间样本点分布时,将所有图形的边作为新增虚拟样本以提供同类样本分布描述,这种描述存在分支多覆盖模型复杂,且局部覆盖不够合理的问题。针对该问题,依据特征空间中同类样本分布的连续性规律,提出基于高维空间典型样本Steiner最小树覆盖模型的一类分类算法,该算法首先对目标类训练集进行样本修剪,去除冗余信息和噪声信息,选择最具代表性的样本作为训练集,然后对保留的典型样本构建Steiner最小树覆盖模型。算法分析和仿真实验结果表明,相比最小生成树数据描述,文中提出的方法能在较低覆盖模型复杂度的前提下更合理的描述目标类样本空间分布,构建更合理的覆盖模型,在分类正确率和适用样本规模上都表现出一定的优越性。      

基于可满足性模理论求解器的程序路径验证方法

针对程序中因存在路径条数过多或复杂循环路径而导致路径验证时的路径搜索空间过大,直接影响验证的效率和准确率的问题,提出一种基于可满足性模理论（SMT）求解器的程序路径验证方法。首先利用决策树的方法对复杂循环路径提取不变式,构造无循环控制流图（NLCFG）;然后通过基本路径法对控制流图（CFG）进行遍历,提取基本路径信息;最后利用SMT求解器作为约束求解器,将路径验证问题转化为约束求解问题来进行处理。与同样基于SMT求解器的路径验证工具CBMC和FSoft-SMT相比,该方法在对测试集程序的验证时间上比CBMC降低了25%以上,比FSoft-SMT降低了15%以上;在验证精度上,该方法有明显的提升。实验结果表明,方法可以有效解决路径搜索空间过大的问题,同时提高路径验证的效率和准确率。     

基于SMT的PTACTL限界模型检测方法

概率时间自动机是在时间自动机的基础上加上各个状态迁移的概率以后形成的一种扩展的时间自动机,能用来对基于时间的随机协议、容错系统等进行建模,具有很强的实用性。本文针对概率时间自动机给出一种基于SMT的限界模型检测方法来验证该模型下的PTACTL性质,该方法由基于SMT的限界模型检测算法演变而来,通过将迁移时间和迁移概率融入ACTL性质中,改变模型的编码以及待验证性质的编码方式来实现对性质的验证。通过2个实例说明检测过程的有效性和高效性。     

再流焊炉温曲线优化研究

在再流焊接期间,封装器件及电路板通过升温区、保温区、焊接区和冷却区.由于热膨胀系数的不同,材料界面处产生热应力.减小热应力能提高焊点与封装器件的可靠性.本文对再流焊期间器件温度场进行数值建模及仿真,获得温度分布及热应力分布;进一步地,以器件在再流焊期间最大热应力为优化目标,以各温区炉温及传送带速率为优化变量,以加热因子、最高温度等为约束条件,采用遗传算法寻优使得最大热应力得到减小.研究结果为再流焊工艺设计提供参考和依据.