模型驅(qū)動(dòng)的IMA系統(tǒng)資源配置分析與驗(yàn)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(jī)載航空電子系統(tǒng)，是航空領(lǐng)域的一項(xiàng)重要系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和發(fā)展趨勢(shì)。在IMA系統(tǒng)開發(fā)過程中，針對(duì)系統(tǒng)滿足資源共享以及安全可靠運(yùn)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(duì)IMA系統(tǒng)資源進(jìn)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(xiàng)重要的研究問題。同時(shí)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(gè)階段，在滿足資源約束情況下不同的分配方式會(huì)導(dǎo)致飛機(jī)質(zhì)量

2、、開發(fā)成本以及安全性等性能指標(biāo)的不同，因此如何根據(jù)多個(gè)目標(biāo)對(duì)系統(tǒng)硬軟件資源的分配進(jìn)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(duì)IMA系統(tǒng)開發(fā)和資源配置流程展開分析，并對(duì)其中的系統(tǒng)時(shí)間資源配置進(jìn)行驗(yàn)證，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)硬軟件資源的分配問題進(jìn)行建模并對(duì)其進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化從而獲得最優(yōu)解，具體研究?jī)?nèi)容如下所述：
　　1)針對(duì)IMA系統(tǒng)資源共享特征，結(jié)合對(duì)IMA系統(tǒng)開發(fā)與資源配置流程的分析，基于實(shí)時(shí)嵌入式系統(tǒng)建

3、模與分析規(guī)范(MARTE)對(duì)IMA系統(tǒng)時(shí)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(jìn)程等)進(jìn)行建模從而獲得對(duì)應(yīng)的MARTE模型，設(shè)計(jì)了基于模型驅(qū)動(dòng)架構(gòu)的IMA系統(tǒng)建模方法。
　　2)針對(duì)IMA系統(tǒng)分區(qū)調(diào)度模型的分析，將系統(tǒng)時(shí)間行為概念所得到的MARTE模型轉(zhuǎn)換為MAST-2文本模型進(jìn)行描述并加上自定義調(diào)度策略，設(shè)計(jì)了一種系統(tǒng)分區(qū)可調(diào)度性驗(yàn)證框架，并通過MAST可調(diào)度分析工具對(duì)MAST-2文本模型進(jìn)行分析，

4、基于系統(tǒng)可調(diào)度性判定設(shè)計(jì)了時(shí)間資源配置的正確性驗(yàn)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(jìn)制編碼形式對(duì)系統(tǒng)硬軟件資源分配進(jìn)行建模，并且設(shè)計(jì)了相關(guān)數(shù)學(xué)等式和不等式對(duì)資源分配約束進(jìn)行描述，然后根據(jù)質(zhì)量、成本以及安全性等需求目標(biāo)構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)，采用多目標(biāo)優(yōu)化算法進(jìn)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(tái)和EMF等相關(guān)機(jī)制，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)用于IMA系統(tǒng)資源配置驗(yàn)證的原型