模型驅(qū)動的IMA系統(tǒng)資源配置分析與驗證及優(yōu)化方法研究.pdf

1、近年來綜合模塊化航空電子系統(tǒng)(IMA)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于機載航空電子系統(tǒng)，是航空領(lǐng)域的一項重要系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和發(fā)展趨勢。在IMA系統(tǒng)開發(fā)過程中，針對系統(tǒng)滿足資源共享以及安全可靠運行的需求，IMA系統(tǒng)資源的配置成為開發(fā)過程中至關(guān)重要的一部分，因此如何有效的對IMA系統(tǒng)資源進行配置以及確保資源配置的正確性成為綜合航電系統(tǒng)領(lǐng)域一項重要的研究問題。同時在系統(tǒng)開發(fā)過程中包含硬件資源分配和軟件資源分配兩個階段，在滿足資源約束情況下不同的分配方式會導(dǎo)致飛機質(zhì)量

2、、開發(fā)成本以及安全性等性能指標的不同，因此如何根據(jù)多個目標對系統(tǒng)硬軟件資源的分配進行優(yōu)化從而獲得最優(yōu)分配在綜合航電領(lǐng)域也將具有重要意義。
　　本文工作主要針對IMA系統(tǒng)開發(fā)和資源配置流程展開分析，并對其中的系統(tǒng)時間資源配置進行驗證，同時對系統(tǒng)硬軟件資源的分配問題進行建模并對其進行多目標優(yōu)化從而獲得最優(yōu)解，具體研究內(nèi)容如下所述：
　　1)針對IMA系統(tǒng)資源共享特征，結(jié)合對IMA系統(tǒng)開發(fā)與資源配置流程的分析，基于實時嵌入式系統(tǒng)建

3、模與分析規(guī)范(MARTE)對IMA系統(tǒng)時間行為相關(guān)概念(包括通信虛擬鏈路、AFDX終端、資源設(shè)備模塊、分區(qū)、進程等)進行建模從而獲得對應(yīng)的MARTE模型，設(shè)計了基于模型驅(qū)動架構(gòu)的IMA系統(tǒng)建模方法。
　　2)針對IMA系統(tǒng)分區(qū)調(diào)度模型的分析，將系統(tǒng)時間行為概念所得到的MARTE模型轉(zhuǎn)換為MAST-2文本模型進行描述并加上自定義調(diào)度策略，設(shè)計了一種系統(tǒng)分區(qū)可調(diào)度性驗證框架，并通過MAST可調(diào)度分析工具對MAST-2文本模型進行分析，

4、基于系統(tǒng)可調(diào)度性判定設(shè)計了時間資源配置的正確性驗證方法。
　　3)研究了IMA系統(tǒng)硬件資源分配和軟件資源分配問題，采用二進制編碼形式對系統(tǒng)硬軟件資源分配進行建模，并且設(shè)計了相關(guān)數(shù)學(xué)等式和不等式對資源分配約束進行描述，然后根據(jù)質(zhì)量、成本以及安全性等需求目標構(gòu)建目標函數(shù)，采用多目標優(yōu)化算法進行優(yōu)化，從而得到硬軟件資源分配的最優(yōu)解。
　　4)基于Eclipse平臺和EMF等相關(guān)機制，設(shè)計并實現(xiàn)了一個用于IMA系統(tǒng)資源配置驗證的原型