软件学报

作者：陆寅，秦树东，郭鹏，董云卫

单位：陆寅，西北工业大学 计算机学院, 陕西 西安 71007211,秦树东，西北工业大学 计算机学院, 陕西 西安 71007202,郭鹏，南京航空航天大学 计算机科学与技术学院, 江苏 南京 211106;中国航空工业集团公司 西安航空计算技术研究所, 陕西 西安 71006803,董云卫，西北工业大学 计算机学院, 陕西 西安 71007204

关键词：架构分析与设计语言;复杂嵌入式系统;事务级错误模型;软硬件综合;可靠性分析

基金：国家自然科学基金(62192733)

目前嵌入式系统广泛应用于航空电子、远程医疗、汽车电子等具有高可靠性要求的系统中.随着嵌入式系统的复杂度越来越高,为了保障系统的高可靠性需求,需要在系统开发的早期设计阶段对系统的可靠性进行分析评估,以提高系统的开发效率.嵌入式系统中软硬件功能的失效都会对系统可靠性产生影响,而AADL的可靠性模型缺乏对硬件构件错误的影响及传播机制进行刻画分析的能力.综合考虑软硬件错误发生失效后对系统可靠性的影响,提出了一种面向系统架构级别的软硬件综合可靠性分析方法.该方法基于电子电路设计中事务级建模方法,扩展了AADL事务级错误模型的语法和语义,来支持AADL对硬件构件错误传播的硬件功能行为建模,在此基础上,利用AADL模型实例化机制实现对嵌入式系统可靠性建模,刻画了错误行为在硬件构件之间、软硬件构件之间的传播与影响.同时,定义了AADL硬件构件事务级错误模型到广义随机Petri网模型的映射规则,实现了系统软硬件综合的可靠性行为仿真计算模型组合,支持嵌入式系统的软硬件综合可靠性分析.开发了软硬件综合可靠性建模与分析工具原型,并以某型飞机空气增压系统为例,在航空电子系统架构设计中进行尝试,验证了该方法在复杂嵌入式系统设计中进行软硬件综合可靠性分析的可行性与优越性.

来源：2022年第8期

《软件学报》期刊编辑部

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