CN110414097A - Ima系统资源配置验证方法和系统、计算机可读存储介质 - Google Patents

Ima系统资源配置验证方法和系统、计算机可读存储介质 Download PDF

Info

Publication number
CN110414097A
CN110414097A CN201910628083.1A CN201910628083A CN110414097A CN 110414097 A CN110414097 A CN 110414097A CN 201910628083 A CN201910628083 A CN 201910628083A CN 110414097 A CN110414097 A CN 110414097A
Authority
CN
China
Prior art keywords
subsystem
differentiation
task
deployment
ima
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910628083.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110414097B (zh
Inventor
付瑶琴
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Watertek Information Technology Co Ltd
Original Assignee
Beijing Watertek Information Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Watertek Information Technology Co Ltd filed Critical Beijing Watertek Information Technology Co Ltd
Priority to CN201910628083.1A priority Critical patent/CN110414097B/zh
Publication of CN110414097A publication Critical patent/CN110414097A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110414097B publication Critical patent/CN110414097B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F8/00Arrangements for software engineering
    • G06F8/60Software deployment
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02DCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D10/00Energy efficient computing, e.g. low power processors, power management or thermal management

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Debugging And Monitoring (AREA)

Abstract

本申请公开了一种IMA系统资源配置验证方法和系统、计算机可读存储介质,所述方法包括通过结构分析和设计语言AADL建立基于IMA系统模型且相互通信的第一子系统和第二子系统,分别对第一子系统和第二子系统进行系统部署;通过第一子系统和第二子系统之间系统部署差异化设计,对第一子系统和第二子系统的性能进行差异化对比;或者通过第一子系统或第二子系统前后系统部署差异化设计,对第一子系统或第二子系统前后性能进行差异化对比;根据差异化对比的结果,确定第一子系统和/或第二子系统的系统资源部署方案。本申请提供了完整的从模型架构设计到验证的流程及方法,给出了直观可靠的仿真分析结果,对IMA资源部署方案验证具有现实指导意义。

Description

IMA系统资源配置验证方法和系统、计算机可读存储介质
技术领域
本申请涉及但不限于嵌入式系统领域,尤其涉及一种综合模块化航空电子系统(Integrated Modular Avionics,IMA)系统资源配置验证方法和系统、计算机可读存储介质。
背景技术
IMA是航空领域的一项重要系统结构,已广泛应用于机载航空电子系统。在IMA系统的开发过程中,系统资源部署是开发过程中至关重要的一部分,如何对系统硬件及软件资源进行合理的分配从而获得最优方案具有重要意义。
目前,对于IMA架构设计与验证方法的研究有很多,也取得了一些进展,包括:
现有技术针对IMA系统时间行为概念建立了一种嵌入式实时系统领域 (Modelingand Analysis of Real Time and Embedded Systems,MARTE)模型,并对系统的时间配置进行可调度性判定来验证其配置的正确性。MARTE具备图形化建模方式,但是,MARTE只能建立平台无关模型(Platform Independent Model,PIM),缺乏实时性的仿真验证结果,且该文献并未就系统架构及部署问题提出详细解决方案;
现有技术还提出了一种对符合ARINC653标准(航空电子应用软件标准接口)的IMA系统资源配置信息进行验证的方法:基于EMF(基于Eclipse 的模型框架)对IMA资源建模;再利用IMA资源配置工具(IMACT)对IMA 资源进行配置,得到IMA资源配置信息(XML格式);将资源配置信息转换为AADL(Architecture Analysis and Design Language,结构分析与设计语言) 模型并设计相应的REAL(Requirement Enforcement Analysis Language,需求执行分析语言)定理;最后基于REAL定理,对生成的AADL模型验证。该方法经过了多次的模型转换,流程过于繁琐,且未能提供不同的资源配置方案,及实时性仿真分析的结果对比。
以上研究虽然取得了一些成绩,但是针对基于模型的架构设计与验证的方法研究仍然不够深入,尤其是缺乏直观可靠的仿真分析结果。
发明内容
本申请提供了一种IMA系统资源配置验证方法和系统、计算机可读存储介质,能够提供完整的从模型架构设计到验证的流程及方法,给出直观可靠的仿真分析结果。
本申请提供了一种IMA系统资源配置验证方法,包括:
通过结构分析和设计语言AADL建立基于IMA的系统模型及相互通信的第一子系统和第二子系统,并分别对第一子系统和第二子系统进行系统部署;
通过第一子系统和第二子系统之间的系统部署差异化设计,对第一子系统和第二子系统的性能进行差异化对比;或者,通过第一子系统或第二子系统前后系统部署差异化设计,对第一子系统或第二子系统的前后性能进行差异化对比;
根据差异化对比的结果,确定所述第一子系统和/或所述第二子系统的系统资源部署方案。
在一种示例性实施例中,所述进行系统部署,包括:
建立软件分区与硬件处理器平台;
建立任务模型;
将建立的任务模型和建立的软件分区与硬件处理器平台进行绑定;
配置各个软件分区的时间片执行顺序以及各个任务的时间参数配置。
在一种示例性实施例中,所述系统部署差异化设计,包括以下至少一种的差异化设计:硬件处理器数量、软件分区数量、软件分区任务量与时间片执行顺序、任务时间参数配置。
在一种示例性实施例中,所述差异化对比的内容包括:处理器利用率、任务最大响应时间、任务最小响应时间、任务平均响应时间。
在一种示例性实施例中,所述第一子系统和所述第二子系统之间通过总线相互连接。
本申请还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序,所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行,以实现如权利要求1至权利要求5中任一项所述的IMA系统资源配置验证方法的步骤。
本申请还提供了一种IMA系统资源配置验证系统,包括处理器及存储器,其中:所述处理器用于执行存储器中存储的程序,以实现如以上任一项所述的IMA系统资源配置验证方法的步骤。
本申请还提供了一种IMA系统资源配置验证系统,包括建模模块、仿真模块和分析模块,其中:
建模模块,用于通过结构分析和设计语言AADL建立基于IMA的系统模型及相互通信的第一子系统和第二子系统,并分别对第一子系统和第二子系统进行系统部署:
仿真模块,用于通过第一子系统和第二子系统之间的系统部署差异化设计,对第一子系统和第二子系统的性能进行差异化对比;或者,通过第一子系统或第二子系统前后系统部署差异化设计,对第一子系统或第二子系统的前后性能进行差异化对比;
分析模块,用于根据差异化对比的结果,确定所述第一子系统和/或所述第二子系统的系统资源部署方案。
在一种示例性实施例中,所述建模模块进行系统部署,包括:
建立软件分区与硬件处理器平台;
建立任务模型;
将建立的任务模型和建立的软件分区与硬件处理器平台进行绑定;
配置各个软件分区的时间片执行顺序以及各个任务的时间参数配置。
在一种示例性实施例中,所述系统部署差异化设计,包括以下至少一种的差异化设计:硬件处理器数量、软件分区数量、软件分区任务量与时间片执行顺序、任务时间参数配置。
本申请的IMA系统资源配置验证方法和系统、计算机可读存储介质,通过两个子系统之间或一个子系统前后系统部署差异化设计,对两个子系统之间或一个子系统前后的性能进行差异化对比,提供了完整的从模型架构设计到验证的流程及方法,给出了直观可靠的仿真分析结果,对IMA资源部署方案验证具有现实指导意义。
本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本申请而了解。本申请的其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所描述的方案来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本申请技术方案的理解,并且构成说明书的一部分,与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案,并不构成对本申请技术方案的限制。
图1为本发明实施例的一种IMA系统资源配置验证方法的流程示意图;
图2至5为本发明实施例的示例性的四种子系统设计与配置方案示意图;
图6为本发明实施例的一种IMA系统资源配置验证系统的结构示意图;
图7为本发明实施例的一种示例性的顶层系统层设计结构示意图;
图8为本发明实施例的一种示例性的子系统module1设计结构示意图;
图9为本发明实施例的一种示例性的子系统module2设计结构示意图;
图10至图12为本发明实施例的一种示例性的子系统module1中的分区 1、分区2和分区3设计结构示意图;
图13至图15为本发明实施例的一种示例性的子系统module2中的分区 21、分区22和分区23设计结构示意图;
图16为本发明实施例的一种示例性的子系统module1和module2中的系统部署方案示意图;
图17为本发明实施例的另一种示例性的子系统module1和module2中的系统部署方案示意图;
图18为本发明实施例的一种示例性的子系统module1和module2中的时间参数配置列表示意图;
图19为采用图16中的系统部署方案情况下的动态时序仿真运行结果;
图20为采用图17中的系统部署方案情况下的动态时序仿真运行结果;
图21为采用图16中的系统部署方案情况下的实时性分析结果;
图22为采用图17中的系统部署方案情况下的实时性分析结果。
具体实施方式
本申请描述了多个实施例,但是该描述是示例性的,而不是限制性的,并且对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是,在本申请所描述的实施例包含的范围内可以有更多的实施例和实现方案。尽管在附图中示出了许多可能的特征组合,并在具体实施方式中进行了讨论,但是所公开的特征的许多其它组合方式也是可能的。除非特意加以限制的情况以外,任何实施例的任何特征或元件可以与任何其它实施例中的任何其他特征或元件结合使用,或可以替代任何其它实施例中的任何其他特征或元件。
本申请包括并设想了与本领域普通技术人员已知的特征和元件的组合。本申请已经公开的实施例、特征和元件也可以与任何常规特征或元件组合,以形成由权利要求限定的独特的发明方案。任何实施例的任何特征或元件也可以与来自其它发明方案的特征或元件组合,以形成另一个由权利要求限定的独特的发明方案。因此,应当理解,在本申请中示出和/或讨论的任何特征可以单独地或以任何适当的组合来实现。因此,除了根据所附权利要求及其等同替换所做的限制以外,实施例不受其它限制。此外,可以在所附权利要求的保护范围内进行各种修改和改变。
此外,在描述具有代表性的实施例时,说明书可能已经将方法和/或过程呈现为特定的步骤序列。然而,在该方法或过程不依赖于本文所述步骤的特定顺序的程度上,该方法或过程不应限于所述的特定顺序的步骤。如本领域普通技术人员将理解的,其它的步骤顺序也是可能的。因此,说明书中阐述的步骤的特定顺序不应被解释为对权利要求的限制。此外,针对该方法和/ 或过程的权利要求不应限于按照所写顺序执行它们的步骤,本领域技术人员可以容易地理解,这些顺序可以变化,并且仍然保持在本申请实施例的精神和范围内。
传统的开发过程,测试往往放在最后一步,这将导致问题的发现滞后,发现后的花费代价过高。模型基工程(Model-Based Engineering,MBE)旨在通过对目标系统建模,并进行仿真分析,实现对系统性能的预测,是系统工程界广泛研究与应用的热点,正逐步成为复杂系统设计的基础。
本申请实施例提供了一种IMA系统资源配置验证方法,包括如下步骤:
步骤101:通过AADL建立基于IMA的系统模型及相互通信的第一子系统和第二子系统,并分别对第一子系统和第二子系统进行系统部署;
AADL是一种应用于嵌入式系统领域的体系结构建模语言,具有语法简单、功能强大、可扩展等优点。AADL提供了标准化的文本和图形描述,是一个用以区分各类组件接口规范、组件实现蓝图以及组件实例之间的区别的组件基建模语言。组件由组件类型和组件实现两种方式描述。组件类型定义了组件与外界联系的接口,如特征、流应用、模式、属性等;组件实现定义了组件的内部结构,如子组件、连接、流等。系统建模中常用的组件如表1 所示。
表1
AADL能够对嵌入式软件的功能和非功能属性进行建模与描述,它采用形式化的语义描述实时系统的体系结构、软件到硬件的部署、系统部件之间的功能接口和时间属性,使系统设计者在系统架构设计时能够及时发现潜在的错误和问题,便于开发时及时做出调整,缩短开发周期,并避免后期损失。然而对AADL建模的应用,尤其是针对系统部署的分析与验证,国内现有技术尚缺。
本申请实施例针对IMA系统资源部署的重要性,提供一种基于AADL 建模的验证方法,解决现有技术对IMA系统架构及资源配置验证方法的不足。本申请实施例首先设计了一种基于IMA架构的AADL模型,即两个具有相似结构的子系统进行通信的模型,并在此基础上,设计了两种系统部署方案,用于在模型仿真阶段,对比分析系统的实时性,从而对方案设计提供合理化修改依据。其中的模型与对比方案只是用于列举与描述,凡是在此基础上进行拓展的模型设计与验证模式,均属于本申请的保护范围。
在一种示例性实施例中,所述进行系统部署,包括:
建立软件分区(简称分区)与硬件处理器(简称处理器)平台;
建立任务模型;
将建立的任务模型和建立的软件分区与硬件处理器平台进行绑定;
配置各个软件分区的时间片执行顺序以及各个任务的时间参数配置。
在一种示例性实施例中,所述第一子系统和所述第二子系统之间通过总线相互连接。
步骤102:通过第一子系统和第二子系统之间的系统部署差异化设计,对第一子系统和第二子系统的性能进行差异化对比;或者,通过第一子系统或第二子系统前后系统部署差异化设计,对第一子系统或第二子系统的前后性能进行差异化对比;
在一种示例性实施例中,所述系统部署差异化设计,包括以下至少一种的差异化设计:硬件处理器数量、软件分区数量、软件分区任务量与时间片执行顺序、任务时间参数配置。
在一种示例性实施例中,所述差异化对比的内容包括:处理器利用率、任务最大响应时间、任务最小响应时间、任务平均响应时间。
步骤103:根据差异化对比的结果,确定所述第一子系统和/或所述第二子系统的系统资源部署方案。
本申请实施例提供的IMA系统资源配置验证方法,在建立基于IMA的系统模型的基础上,设计了两种系统部署的配置方案。通过将软件部署到不同的硬件平台,对比分析不同系统部署情况下的实时性,从而分析配置方案的优劣,确定最优方案。基于本申请的验证方法,可以验证以下几个问题:
(1)分区的划分对处理器利用率的影响。在任务量相同的情况下,本申请列举了将三个分区都部署在一个处理器上(如图2和图3所示),与配置两个与之相同的处理器,分别将一个分区及另两个分区部署在该处理器上(如图4和图5所示),对处理器可调度性的影响差别。此外,通过图4和图5 之间的方案配置,对比分析将任务量较多的分区单独分配一个处理器对实时性的影响;
(2)分区时间片顺序的设定对实时性的影响。如图2和图3所示,用于对比分析调整时间片的先后顺序对实时性的影响。
AADL建模是一个自顶向下,逐步优化的分层的建模过程。在一种示例性实施例中,针对本申请的IMA系统资源配置验证方法,具体包括如下步骤:
(1)顶层设计,建立系统级的架构。相较于其他研究方案,本申请在系统层设计了两个具有相似IMA架构的子系统,通过后续步骤中系统部署的差异化设计,在验证阶段实现对比分析;
(2)子系统设计,建立软件与硬件平台。分别对两个子系统进行架构层的设计,建立软件部分的分区及硬件部分的处理器、存储器;
(3)子系统详细设计,建立任务模型。该部分是对分区内任务模型的详细设计,包括接口与连接关系;
(4)系统部署设置。此部分为本申请验证方法的关键,通过将实时嵌入式软件映射到各种可能的硬件平台,进行性能分析对比,确定出性价比最高的实时嵌入式系统方案。本申请实施例在同一架构模型的基础上,设计了两组系统部署方案;
(5)时间参数配置。影响处理器利用率的因素有:任务运行时间、任务周期、任务运行截止时间等,本步骤主要配置各任务模型的周期时间与截至时间参数;
(6)模型的仿真分析。AADL建模相较于现有技术所使用的MARTE,可实现实时性分析与动态仿真,对同一架构模型,可方便地更改系统部署,并给出相应的仿真分析结果,从而有助于后续的对比分析;
(7)结果对比。在对上述模型进行仿真分析的基础上,本申请实施例给出两组对比结果,主要对比两种配置方案下处理器的利用率,用于分析哪种配置可有效提升资源利用率。
本申请通过对模型进行仿真分析,对系统的实时性进行预判,可以验证设计的合理性,进而在系统实施之前有效地优化设计方案,达到减少设计成本、提高开发效率的目的。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序,所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行,以实现以上任一项所述的IMA系统资源配置验证方法的步骤。
本申请实施例还提供了一种IMA系统资源配置验证系统,包括处理器及存储器,其中:所述处理器用于执行存储器中存储的程序,以实现如以上任一项所述的IMA系统资源配置验证方法的步骤。
如图6所示,本申请实施例还提供了一种IMA系统资源配置验证系统,包括建模模块601、仿真模块602和分析模块603,其中:
建模模块601,用于通过结构分析和设计语言AADL建立基于IMA的系统模型及相互通信的第一子系统和第二子系统,并分别对第一子系统和第二子系统进行系统部署:
仿真模块602,用于通过第一子系统和第二子系统之间的系统部署差异化设计,对第一子系统和第二子系统的性能进行差异化对比;或者,通过第一子系统或第二子系统前后系统部署差异化设计,对第一子系统或第二子系统的前后性能进行差异化对比;
分析模块603,用于根据差异化对比的结果,确定所述第一子系统和/或所述第二子系统的系统资源部署方案。
在一种示例性实施例中,所述建模模块601进行系统部署,包括:
建立软件分区与硬件处理器平台;
建立任务模型;
将建立的任务模型和建立的软件分区与硬件处理器平台进行绑定;
配置各个软件分区的时间片执行顺序以及各个任务的时间参数配置。
在一种示例性实施例中,所述第一子系统和所述第二子系统之间通过总线相互连接。
在一种示例性实施例中,所述系统部署差异化设计,包括以下至少一种的差异化设计:硬件处理器数量、软件分区数量、软件分区任务量与时间片执行顺序、任务时间参数配置。
在一种示例性实施例中,所述差异化对比的内容包括:处理器利用率、任务最大响应时间、任务最小响应时间、任务平均响应时间。
在一种示例性实施例中,根据本申请实施例的一种IMA系统资源配置验证方法的详细流程如下:
(1)顶层设计,建立系统级的架构。建立两个数据交互的子系统module1 与module2,如图7所示,分别用AADL系统组件与总线组件实现,设置好两个子系统的接口与连接关系;
(2)子系统设计,建立软件与硬件平台:
建立子系统1(module1)的软件与硬件平台,如图8所示:使用AADL 的进程组件建立三个软件分区(本申请中的进程即软件分区):process1、 process2、process3;使用AADL的设备组件建立一个硬件设备netif1,用于表示传感器或执行机构;使用AADL的存储器组件建立一个存储设备 memory1;使用AADL的处理器组件建立两个处理器设备CPU1与CPU2;
子系统2(module2)的设计过程类似,如图9所示:包括三个软件分区 process21、process22、process23;一个硬件设备netif2;一个存储设备memory2;为了与子系统module1的架构做后续的对比分析,module2内的处理器只设置了一个,见图中的CPU3;
(3)子系统详细设计,建立任务模型:分别建立子系统module1与 module2的三个分区内的任务模型,为了便于模型间的对比验证,将子系统 module1的分区process1、process2、process3与子系统module2的分区 process21、process22、process23内的任务设置的分别相同,如图10至图15 所示,其中分区process1、process2的任务量(图10中的process1_task1、 process1_task2与图11中的process2_task1、process2_task2模型用于模拟任务)与分区process21、process22的任务量(图13中的process21_task1、process21_task2与图14中的process22_task1、process22_task2)一致,将分区process3与process23内设置了较多的任务量(图12中的process3_task1、 process3_task2、process3_task3、process3_task42与图15中的process23_task1、 process23_task2、process23_task3、process23_task4);
(4)系统部署设置。此部分通过将实时嵌入式软件映射到各种可能的硬件平台,进行性能分析对比,确定出性价比最高的实时嵌入式系统方案。本申请给出了两种系统部署方案:
系统部署配置一:子系统module1将分区process1绑定到处理器CPU1;处理器CPU2设计为基于ARINC653的双分区系统,process2与process3分别绑定到CPU2的分区,时间片为10ms、10ms。子系统module2内的处理器CPU3设计为基于ARINC653的三分区系统,分区process21、process22、 process23分别绑定在CPU3上,时间片为5ms、5ms、10ms,如图16所示。该配置的目的在于对比本配置情况下,三个分区绑定在两个处理器与一个处理器情况下的实时性;
系统部署配置二:子系统module1将任务较多的分区process3绑定到处理器CPU1;process1与process2分别绑定到CPU2的分区,时间片不变。 module2调整了时间片顺序,由process21(5ms)、process22(5ms)、 process23(10ms)改为process23(10ms)、process22(5ms)、process21(5ms),如图17所示。该配置的目的在于对比系统部署配置一情况下,子系统module1 在将任务较多的processs3分配到CPU2处理器的一个分区与将processs3单独分配到CPU1处理器的实时性。此外,还可对比子系统module2调整三个分区时间片顺序后的实时性;
(5)任务时间参数配置。影响处理器利用率的因素有:任务运行时间、任务周期、任务运行截止时间等。将每个分区内的任务周期与截止时间均配置为20ms,如图18所示;
(6)模型的仿真分析。本申请实施例模型实例的开发与验证可以基于 Ellidiss公司的商业软件Stood与AADL Inspector。基于Stood工具建立上述 AADL图形化模型,并将两种配置情况下的模型分别生成AADL代码,在仿真工具AADL Inspector中进行仿真分析。Stood是基于AADL语言的图形化模型开发工具,可以满足实时嵌入式软件全生命周期的基于架构的设计、软件实现、代码和文档生成;AADL Inspector是AADL模型的分析平台,其目的在于,提供一个执行AADL架构静态和动态分析的易用和可扩展的工具,并且能够轻松连接任何AADL兼容认证工具或代码生成器。AADL Inspector 仿真工具的插件Marzhin是一个基于多代理内核的模拟引擎,提供实时系统的调度分析结果;
图19、图20分别为在系统部署一与系统部署二情况下,模型的动态时序仿真运行结果。模型运行了160ms,即四个周期,通过该图可以分析模型的运行时序,评估消息传输的时间;
图21、图22分别为在系统部署一与系统部署二情况下,基于动态时序仿真,运行800ms后得出的运算结果。图21和图22中最左侧一栏为模型内各处理器及处理器承载的各个任务模型列表,右侧各栏分别为任务的实际截至时间、处理器利用率、任务的最大、平均及最小响应时间;
(7)结果对比。基于图21与图22的分析统计结果,如表所示,可以对比在两种系统部署情况下实时性的优劣:
(a)处理器CPU1的利用率,在配置二的情况下,增加了18.47%。这是由于配置二将CPU1上的分区部署由process1改为了process3,而process3 的任务量多与process1;
(b)处理器CPU2的利用率,在配置二的情况下,降低了25.87%。CPU2 有两个分区,配置二将大任务量的分区process3单独分配到一个处理器CPU1 上,而将任务量相近的process1与process2部署在该分区上,从而降低了 CPU2的负载;
(c)对子系统module1,CPU1加CPU2的整体负载在配置二情况下减少了7.40%,可见配置二的改进是有效的;
(d)处理器CPU3的利用率,在配置二的情况下,减小了3.22%,这是由于改变了时间片的分配顺序,所以在设计时,依据任务的先后顺序,合理的分配时间片也同样重要;
(e)对于子系统module1与module2,在配置二的情况下,负载整体减小了10.62%,所以在本设计中,配置二的部署优于配置一。
表2
通过以上的对比分析,可以对我们的设计在前期做出评估,以更好的优化方案,提升设计效率。
本申请针对现有AADL建模技术研究的不足,提供了完整的从模型设计到验证的流程及方法。此外,相较于大多数文献只停留在理论研究阶段,本申请实施例提供了详细的模型设计图与仿真分析图;
针对IMA系统资源部署研究的重要性,本申请提供了一种基于AADL 模型的验证方案,通过建立两个相似架构的IMA系统模型,配置两种部署方案,给出了两种配置方案下的实时性对比结果,具备对IMA资源部署方案验证的指导意义。
本领域普通技术人员可以理解,上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中,在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分;例如,一个物理组件可以具有多个功能,或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些组件或所有组件可以被实施为由处理器,如数字信号处理器或微处理器执行的软件,或者被实施为硬件,或者被实施为集成电路,如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上,计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质) 和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的,术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外,本领域普通技术人员公知的是,通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据,并且可包括任何信息递送介质。

Claims (10)

1.一种综合模块化航空电子系统IMA系统资源配置验证方法,其特征在于,包括:
通过结构分析和设计语言AADL建立基于IMA的系统模型及相互通信的第一子系统和第二子系统,并分别对第一子系统和第二子系统进行系统部署;
通过第一子系统和第二子系统之间的系统部署差异化设计,对第一子系统和第二子系统的性能进行差异化对比;或者,通过第一子系统或第二子系统前后系统部署差异化设计,对第一子系统或第二子系统的前后性能进行差异化对比;
根据差异化对比的结果,确定所述第一子系统和/或所述第二子系统的系统资源部署方案。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述进行系统部署,包括:
建立软件分区与硬件处理器平台;
建立任务模型;
将建立的任务模型和建立的软件分区与硬件处理器平台进行绑定;
配置各个软件分区的时间片执行顺序以及各个任务的时间参数配置。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述系统部署差异化设计,包括以下至少一种的差异化设计:硬件处理器数量、软件分区数量、软件分区任务量与时间片执行顺序、任务时间参数配置。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述差异化对比的内容包括:处理器利用率、任务最大响应时间、任务最小响应时间、任务平均响应时间。
5.根据权利要求1至4任一所述的方法,其特征在于,所述第一子系统和所述第二子系统之间通过总线相互连接。
6.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序,所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行,以实现如权利要求1至权利要求5中任一项所述的IMA系统资源配置验证方法的步骤。
7.一种IMA系统资源配置验证系统,其特征在于,包括处理器及存储器,其中:所述处理器用于执行存储器中存储的程序,以实现如权利要求1至权利要求5中任一项所述的IMA系统资源配置验证方法的步骤。
8.一种IMA系统资源配置验证系统,其特征在于,包括建模模块、仿真模块和分析模块,其中:
建模模块,用于通过结构分析和设计语言AADL建立基于IMA的系统模型及相互通信的第一子系统和第二子系统,并分别对第一子系统和第二子系统进行系统部署:
仿真模块,用于通过第一子系统和第二子系统之间的系统部署差异化设计,对第一子系统和第二子系统的性能进行差异化对比;或者,通过第一子系统或第二子系统前后系统部署差异化设计,对第一子系统或第二子系统的前后性能进行差异化对比;
分析模块,用于根据差异化对比的结果,确定所述第一子系统和/或所述第二子系统的系统资源部署方案。
9.根据权利要求8所述的系统,其特征在于,所述建模模块进行系统部署,包括:
建立软件分区与硬件处理器平台;
建立任务模型;
将建立的任务模型和建立的软件分区与硬件处理器平台进行绑定;
配置各个软件分区的时间片执行顺序以及各个任务的时间参数配置。
10.根据权利要求8所述的系统,其特征在于,所述系统部署差异化设计,包括以下至少一种的差异化设计:硬件处理器数量、软件分区数量、软件分区任务量与时间片执行顺序、任务时间参数配置。
CN201910628083.1A 2019-07-12 2019-07-12 Ima系统资源配置验证方法和系统、计算机可读存储介质 Active CN110414097B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910628083.1A CN110414097B (zh) 2019-07-12 2019-07-12 Ima系统资源配置验证方法和系统、计算机可读存储介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910628083.1A CN110414097B (zh) 2019-07-12 2019-07-12 Ima系统资源配置验证方法和系统、计算机可读存储介质

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110414097A true CN110414097A (zh) 2019-11-05
CN110414097B CN110414097B (zh) 2023-05-26

Family

ID=68361203

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910628083.1A Active CN110414097B (zh) 2019-07-12 2019-07-12 Ima系统资源配置验证方法和系统、计算机可读存储介质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110414097B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112835773A (zh) * 2019-11-25 2021-05-25 合肥欣奕华智能机器有限公司 一种操作系统中任务运行实时性的评估方法及装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105843995A (zh) * 2016-03-17 2016-08-10 南京航空航天大学 一种基于模型驱动的ima系统时间资源配置验证方法
CN108268710A (zh) * 2018-01-03 2018-07-10 北京航空航天大学 一种基于遗传算法的ima系统动态重构策略优化方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105843995A (zh) * 2016-03-17 2016-08-10 南京航空航天大学 一种基于模型驱动的ima系统时间资源配置验证方法
CN108268710A (zh) * 2018-01-03 2018-07-10 北京航空航天大学 一种基于遗传算法的ima系统动态重构策略优化方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112835773A (zh) * 2019-11-25 2021-05-25 合肥欣奕华智能机器有限公司 一种操作系统中任务运行实时性的评估方法及装置
CN112835773B (zh) * 2019-11-25 2023-08-11 合肥欣奕华智能机器股份有限公司 一种操作系统中任务运行实时性的评估方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN110414097B (zh) 2023-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106940428B (zh) 芯片验证方法、装置及系统
CN110309071B (zh) 测试代码的生成方法及模块、测试方法及系统
CN103235756A (zh) 一种面向嵌入式系统分区应用程序软件的仿真测试方法
US20220292248A1 (en) Method, system and verifying platform for system on chip verification
CN104378252A (zh) 一种云测试服务平台
CN107871050B (zh) 面向数据和面向对象的混合建模方法及存储介质
CN104750603A (zh) 一种多核dsp软件仿真器及其物理层软件测试方法
CN110083526A (zh) 应用程序测试方法、装置、计算机装置及存储介质
CN117034821B (zh) 用于芯片设计前端仿真验证的回归验证方法及介质
CN114818565A (zh) 基于python的仿真环境管理平台、方法、设备及介质
CN109542794A (zh) 一种应用于嵌入式系统的软件自动测试方法
US10922208B2 (en) Observer for simulation test and verification
CN117667655A (zh) 验证系统、验证方法、电子设备以及存储介质
CN114896108A (zh) 测试验证系统
CN102231132B (zh) 一种基于SystemC的AADL软构件模型仿真测试实例生成方法
CN110414097A (zh) Ima系统资源配置验证方法和系统、计算机可读存储介质
CN103488570B (zh) 一种嵌入式软件的可组合信息流验证系统及方法
Schoofs et al. An integrated modular avionics development environment
CN114006815A (zh) 云平台节点的自动化部署方法、装置、节点及存储介质
Elmqvist et al. Safety-oriented design of component assemblies using safety interfaces
Beringer et al. Verification of AUTOSAR software architectures with timed automata
CN101853159B (zh) 一种对嵌入式软件架构进行重构的方法
Delange et al. Model-based engineering approach for system architecture exploration
CN111309297A (zh) 脚本开发系统及方法
Ihirwe et al. Model-based analysis support for dependable complex systems in CHESS

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant