基于ARINC653標準的AADL模型配置工具的研究與實現(xiàn).pdf

1、近幾年，嵌入式系統(tǒng)已廣泛應用于航空，航天，汽車電子等性能關鍵實時系統(tǒng)領域，此類系統(tǒng)對非功能屬性要求較高，包括：可靠性、可用性、實時性、響應性、吞吐量和安全性。隨著硬件設備計算效率不斷提升，性能關鍵實時系統(tǒng)的復雜度也隨之增加。業(yè)界提出了模型驅動結構(Model Driven Architecture，MDA)方法，它簡化了系統(tǒng)的開發(fā)，極大提高生產效率，降低軟件開發(fā)成本，保證軟件質量。
　　體系結構分析設計語言（Architectur

2、e Analysis and Design Language，AADL）是一種基于 MDA方法的建模語言，現(xiàn)已廣泛運用于航空電子系統(tǒng)領域。航空電子系統(tǒng)具有高安全性、高可靠性及高實時性等特點，為滿足這些需求，ARINC組織在1997年發(fā)布了航空電子應用軟件標準接口（AVIONICS APPLICATION SOFTWARE STANDARD INTERFACE），簡稱ARINC653。該規(guī)范定義了標準的API和系統(tǒng)服務,即APEX層,為應

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

4、要模塊，擴展AADL的屬性集，設計AADL組件與ARINC653標準中各模塊屬性的映射關系，來對航空電子系統(tǒng)進行建模。在此基礎上，實現(xiàn)對系統(tǒng)模型信息提取，對參數(shù)信息進行驗證并自動生成正確完整的XML格式的配置文件，并將工具以插件的形式集成在OSATE平臺下。最后，通過實例來驗證配置文件自動生成工具是否完成以上功能。
　?。?）為了獲得能夠使系統(tǒng)達到最優(yōu)時間分配的系統(tǒng)配置，本文根據(jù)ARINC653航空電子系統(tǒng)中分區(qū)調度的特點，研究出

5、了一種最優(yōu)的分區(qū)調度算法，實現(xiàn)了對系統(tǒng)分區(qū)集的調度分析以及分區(qū)下的任務的仿真工具。最后通過實例的驗證，證明了最近調度時間優(yōu)先算法的最優(yōu)性，并順利生成正確的分區(qū)調度配置信息，從而幫助系統(tǒng)集成者解決了分區(qū)的調度配置問題。
　　本文所實現(xiàn)的配置工具，不僅能夠為ARINC653航空電子系統(tǒng)建模，同時能夠對模型的配置信息進行驗證并自動生成專用格式的系統(tǒng)配置文件，并對其分區(qū)集合的可調度性進行判定。這能夠幫助系統(tǒng)集成者提早發(fā)現(xiàn)配置文件中的錯誤，