模型驱动的开放式结构悬挂物管理系统设计方法

开放式结构悬挂物管理系统是机载悬挂物管理系统的发展方向,可以将武器的设计与具体实现相分离,实现武器集成的松耦合。提出基于模型驱动的开放式结构悬挂物管理系统设计方法,采用UML设计平台无关模型,采用AADL设计平台相关模型,论述了基于UML Profile的UML模型到AADL模型的转换方法,最后,以一个设计实例描述了该方法的设计过程。结果表明:基于模型驱动的开发方法为开放式结构悬挂物管理系统的设计提供了有效的解决方案,实现了系统设计与平台实现的分离。

航空电子互连网络的顶层设计架构与实现平台

提出一种顶层设计架构,采取数据驱动的方式,自顶向下、逐步完成针对航空电子互连网络的设计。基于这种架构,给出一种使用SAEAADL规范的实现平台,该平台为航空电子互连网络动态地生成最终的解决方案,并且统一管理仿真、归档和测试。具体的工程实践表明,提出的架构可以提高航空电子互连网络设计的效率,从而降低系统设计的全生命周期成本。

AADL模式转换设计方法研究

为实现AADL(体系结构分析与设计语言)对航天器控制系统等运行模式相对复杂的嵌入式系统的详细描述,针对AADL核心标准及其行为附件在描述能力上的不足,在行为附件原有文法定义的基础上进行改进,使之能够对多条件合集下的模式转换以及模式转换的优先级进行描述。提出了抽象状态的概念以简化原行为附件文法在描述组合式状态转换关系方面的繁杂程度,提高设计模型的可读性。通过对实际控制系统运行模式进行设计,结果表明了改进后的行为附件文法很好地满足了设计描述上的需求。

DIMA系统实时通信流量的时延分析方法

在分布式综合模块化航空电子(DIMA)系统中,采用综合化互连,同时支持时间触发(TT)通信流量和事件触发通信的速率约束(RC)流量。使用体系结构分析与设计语言(AADL)建立DIMA系统实时通信任务模型,提出一套基于模型的实时通信流量时延分析方法。对于TT流量,在AADL"流时延"框架下进行分析;对于RC流量,开发模型转换工具,将网络配置转换为便于实时演算(RTC)的参数,求解最坏情况下的时延;两方面相结合,实现DIMA系统混合关键性流量的端到端实时性能分析。通过一个典型的案例验证了该流量建模与时延分析方法的有效性。

基于AADL的民用无人机飞控软件时间/堆栈分析

为满足民用无人机飞行控制系统的高可靠性、实时性等要求,解决传统的设计方法缺乏对系统非功能属性描述的问题,研究并扩展AADL语言(体系结构分析与设计语言),将其应用于民用无人机飞行控制系统建模与分析。通过完成对飞控系统模型的堆栈、数据延迟和调度分析,验证使用AADL对关键安全嵌入式实时系统建模与分析,可减小后期系统发生错误的概率,提高系统可靠性及研发效率。

基于AADL体系结构模型的构件系统可靠性评估

为了支持新一代航电系统在体系结构设计阶段进行系统可靠性分析和评估,对复杂嵌入式系统利用体系结构分析与设计语言(architecture analysis and design language,AADL)进行系统的建模。提出了一种基于AADL系统体系结构模型的可靠性建模方法,设计出一套转换规则,对AADL体系结构模型的软硬件构件进行模型转换,实现从AADL系统体系结构可靠性模型到系统体系结构广义随机Petri网(system architecture general stochastic Petri net,SAGSPN)的转换,并基于加权的SAGSPN可靠性计算模型对系统进行可靠性评估。最后通过对某飞控系统进行可靠性评估,验证了方法的有效性,证明该方法对航电系统的体系结构设计提供了支持。

基于时间自动机的AADL端到端流的延迟分析

对复杂嵌入式系统的端到端信息流进行延迟分析是一种有效的实时性评估方法.体系结构分析与设计语言(AADL)是描述复杂嵌入式系统的标准语言,其中端到端流描述组件间的通讯.目前针对AADL模型中端到端流的延迟分析,手工方法能够深入剖析流语义,分析精确度高,但耗时且低效;自动化方法虽有较高的效率,但在延迟属性的覆盖度及语义精细度上都远远不足,导致分析结果精确度低.另外,这两类方法多只关注于最坏情况等典型场景,而无法分析不确定因素的影响.本文提出一种基于时间自动机的端到端流延迟分析方法,首先总结端到端流延迟的影响属性,并建立延迟属性的元模型,在此基础上提出面向流延迟分析的时间自动机模型生成方法,通过对时间自动机的仿真实现流延迟的分析.最后通过案例说明了该方法能够正确表达流的传输语义及延迟属性语义,即有足够的表达能力;展示了方法能灵活分析多样交互场景以及随机时间因素,即有灵活的分析能力;另外仿真过程的状态变迁及时间变量变化过程也为改进设计模型提供依据与建议.

IMA系统管理功能的逻辑建模及性能分析

为保证IMA系统管理设计的正确性、高可靠性和实时性,本文使用AADL对IMA系统管理进行建模,通过对模型功能和性能的正确性分析,并在模型的基础上进行分析验证,从而保证了IMA系统管理设计的正确性,降低了设计风险。

基于AADL的软件开发技术研究

形式化方法对于软件的开发过程有着重要的作用。为了研究体系结构分析与设计语言(AADL)在软件开发中的作用及其技术现状,介绍了AADL的语言组成和相关特性,分析了AADL在软件开发过程中的作用,给出了一个相应AADL工具集的框架模型。在此基础上,对现有的AADL相关工具进行了综述比较,总结出该框架的技术现状,并指出了AADL相关工具开发与应用的趋势。

基于MDE的AADL构件组合兼容的方法

实时嵌入式系统建模语言—体系结构分析与设计语言AADL是一种基于组件的半形式化建模语言,当AADL构件模型进行组合时,因为一些交互活动的序列不匹配从而导致构件组合行为不兼容,提出了一种基于模型驱动方法 MDE的AADL构件组合兼容方法。利用MDE异构模型转换框架将AADL模型转换至接口自动机IA,利用形式化方法验证IA的兼容性,使用IA Tool构建IA模型的构件兼容运行环境,将构造的环境映射到AADL组件,能够解决AADL构件组合的行为兼容性问题。

基于MDE的AADL向SystemC的转换

文章在分析了体系结构分析与设计语言AADL和软/硬件协同设计语言SystemC的基础上,基于模型驱动工程MDE的模型转换框架给出了AADL模型向System模型转换的理论,介绍了AADL以及SystemC元模型的建立以及二者的ATL转换规则。

基于AADL的智能交通系统面向方面建模

为解决智能交通系统(intelligent transport systems,ITS)的传统建模方法中存在难以解决的复杂问题,如不能对横切关注点进行建模、难以分离软件系统的非功能特性等,研究基于体系结构分析与设计语言(architecture analysis and design language,AADL)扩展的面向方面的建模方法在ITS上的应用。基于AADL建立路边单元系统模型,生成系统功能代码,进行流分析测试。基于扩展的AADL描述系统非功能特性,生成方面代码。实例结果表明,该方法弥补了传统建模方法的不足。

AADL构件到RTLinux平台C代码的转换方法研究

为了提高嵌入式软件开发的自动化程度,代码自动生成是一种值得采用的有效方法。在研究体系结构分析与设计语言(AADL)和RTLinux(real-time Linux)平台C代码的特性的基础上,提出了AADL构件到RTLinux平台C代码的转换规则;然后用一个实例实现了代码自动生成,从而验证了转换规则的有效性。

一种嵌入式软件可靠性建模与评估方法

虽然AADL已经被广泛应用于嵌入式软件体系结构的建模与分析,但其作为一种半形式化建模语言,不能满足严格分析评估软件可靠性的要求。为了解决这个问题,本文首先采用离散时间马尔可夫链DTMC刻画AADL可靠性模型,主要描述系统的状态转移与转移概率。然后基于概率计算树逻辑PCTL提出一种可靠性定量评估方法,通过计算可用度评估可靠性。最后设计可靠性评估器,并通过一个飞行管理系统的实例研究验证所提出的建模与评估方法的有效性。

C4ISR系统组织互操作性研究

当前对于系统互操作的研究主要集中在技术层面,关注于系统间如何有效交换及利用所交换的数据.如何从战略理念,组织结构,业务进程等更高的组织层面分析系统的互操作性问题,指导体系设计,在系统众多、协作关系复杂的C4ISR系统中尤为重要.本文首先给出组织互操作基本概念,分析了我军指挥信息系统的互操作需求;在此基础上基于权变理论给出组织互操作框架及相关制品;最后,以某前沿阵地防空系统为例论述了组织互操作框架在体系分析与设计中的应用.