基于SysML活動圖的嵌入式實時系統(tǒng)安全性驗證方法研究.pdf

1、嵌入式實時系統(tǒng)在航空航天、核電及交通等安全關鍵領域中廣泛使用，規(guī)模變得愈發(fā)龐大，體系結構變得更復雜，其故障引起的安全事故有著顯著的社會影響，甚至造成災難性的后果。因此，對嵌入式實時系統(tǒng)設計進行安全性分析與驗證成為學術界和工業(yè)界亟需攻克的難點。UML(United Modeling Language)常被用來軟件設計建模，但在建模能力上不能滿足嵌入式實時系統(tǒng)建模需求且缺乏非功能屬性建模元素；半形式化的模型在安全性驗證上難以被直接使用。

2、r>　　針對以上問題，本文提出一種擴展MARTE(Modeling and Analysis of Real-time and Embedded Systems)時鐘語義信息到SysML(System Modeling Language)活動圖(SysML/MARTE活動圖)的嵌入式實時系統(tǒng)安全性驗證方法，彌補了UML在針對嵌入式實時系統(tǒng)建模及驗證上的不足。主要內容如下：
　　首先，針對嵌入式實時系統(tǒng)，提出使用SysML/MART

3、E活動圖對嵌入式實時系統(tǒng)進行建模，包括采用適合系統(tǒng)建模的SysML活動圖構建功能流模型及擴展MARTE時鐘語義來構建時間非功能屬性。然后，通過基于元模型的模型轉換方法將SysML/MARTE活動圖轉換到時間自動機，包括：(1)針對SysML活動圖以及 MARTE時鐘等建模元素，分別構建其同構的元模型，并在元模型體系中將 MARTE語義信息添加到 SysML活動圖，構建時間自動機的元模型；(2)給出SysML/MARTE活動圖和時間自動機

4、的元模型在類型、行為以及時間等元素上的語義映射規(guī)則，給出SysML/MARTE活動圖嵌套、分支和并發(fā)結構到時間自動機的轉換規(guī)則，將SysML/MARTE活動圖模型轉換為時間自動機模型；(3)通過語法轉換，將時間自動機模型轉換為模型檢測工具UPPAAL可以直接使用的時間自動機文本。最后，根據嵌入式實時系統(tǒng)設計安全需求，提取CTL(computation temporal logic)規(guī)約，在UPPAAL下對轉換得到的時間自動機進行安全性分