基于ARINC653標(biāo)準(zhǔn)的AADL模型配置工具的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、近幾年，嵌入式系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于航空，航天，汽車(chē)電子等性能關(guān)鍵實(shí)時(shí)系統(tǒng)領(lǐng)域，此類(lèi)系統(tǒng)對(duì)非功能屬性要求較高，包括：可靠性、可用性、實(shí)時(shí)性、響應(yīng)性、吞吐量和安全性。隨著硬件設(shè)備計(jì)算效率不斷提升，性能關(guān)鍵實(shí)時(shí)系統(tǒng)的復(fù)雜度也隨之增加。業(yè)界提出了模型驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)(Model Driven Architecture，MDA)方法，它簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，極大提高生產(chǎn)效率，降低軟件開(kāi)發(fā)成本，保證軟件質(zhì)量。
　　體系結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)語(yǔ)言（Architectur

2、e Analysis and Design Language，AADL）是一種基于 MDA方法的建模語(yǔ)言，現(xiàn)已廣泛運(yùn)用于航空電子系統(tǒng)領(lǐng)域。航空電子系統(tǒng)具有高安全性、高可靠性及高實(shí)時(shí)性等特點(diǎn)，為滿足這些需求，ARINC組織在1997年發(fā)布了航空電子應(yīng)用軟件標(biāo)準(zhǔn)接口（AVIONICS APPLICATION SOFTWARE STANDARD INTERFACE），簡(jiǎn)稱(chēng)ARINC653。該規(guī)范定義了標(biāo)準(zhǔn)的API和系統(tǒng)服務(wù),即APEX層,為應(yīng)

3、用程序和操作系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)接口。它最核心的概念為分區(qū)（Partitioning），提出了時(shí)空分離的思想，有效地隔離了應(yīng)用，同時(shí)也給出了分區(qū)通信、健康監(jiān)控等重要概念。本文使用MDA方法對(duì)航空電子系統(tǒng)進(jìn)行研究分析，但現(xiàn)有的AADL組件并不能模擬與ARINC653標(biāo)準(zhǔn)中的核心概念：如分區(qū)、健康監(jiān)控等。因此，如何擴(kuò)展AADL的建模能力是本文討論的一個(gè)重點(diǎn)。
　　本文主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行研究：
　?。?）提取ARINC653標(biāo)準(zhǔn)中的主

4、要模塊，擴(kuò)展AADL的屬性集，設(shè)計(jì)AADL組件與ARINC653標(biāo)準(zhǔn)中各模塊屬性的映射關(guān)系，來(lái)對(duì)航空電子系統(tǒng)進(jìn)行建模。在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)模型信息提取，對(duì)參數(shù)信息進(jìn)行驗(yàn)證并自動(dòng)生成正確完整的XML格式的配置文件，并將工具以插件的形式集成在OSATE平臺(tái)下。最后，通過(guò)實(shí)例來(lái)驗(yàn)證配置文件自動(dòng)生成工具是否完成以上功能。
　　（2）為了獲得能夠使系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)時(shí)間分配的系統(tǒng)配置，本文根據(jù)ARINC653航空電子系統(tǒng)中分區(qū)調(diào)度的特點(diǎn)，研究出

5、了一種最優(yōu)的分區(qū)調(diào)度算法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)系統(tǒng)分區(qū)集的調(diào)度分析以及分區(qū)下的任務(wù)的仿真工具。最后通過(guò)實(shí)例的驗(yàn)證，證明了最近調(diào)度時(shí)間優(yōu)先算法的最優(yōu)性，并順利生成正確的分區(qū)調(diào)度配置信息，從而幫助系統(tǒng)集成者解決了分區(qū)的調(diào)度配置問(wèn)題。
　　本文所實(shí)現(xiàn)的配置工具，不僅能夠?yàn)锳RINC653航空電子系統(tǒng)建模，同時(shí)能夠?qū)δＰ偷呐渲眯畔⑦M(jìn)行驗(yàn)證并自動(dòng)生成專(zhuān)用格式的系統(tǒng)配置文件，并對(duì)其分區(qū)集合的可調(diào)度性進(jìn)行判定。這能夠幫助系統(tǒng)集成者提早發(fā)現(xiàn)配置文件中的錯(cuò)誤，