程序最坏执行时间(Worst Case Execution Time,WCET)是嵌入式实时系统时间属性验证的基础,在采用静态分析技术的WCET估算中需要分阶段对不同的执行环境约束条件进行分析,并整合所有约束信息、结合程序控制流结构估算全局最坏路径,因此...程序最坏执行时间(Worst Case Execution Time,WCET)是嵌入式实时系统时间属性验证的基础,在采用静态分析技术的WCET估算中需要分阶段对不同的执行环境约束条件进行分析,并整合所有约束信息、结合程序控制流结构估算全局最坏路径,因此各阶段分析的中间结果对最终的WCET估算性能具有较大影响.在现代嵌入式系统中,硬件平台中的Cache机制成为对执行时间影响较大的硬件体系结构,对其进行精确的行为分析在WCET估算中具有重要的现实意义.采用抽象解释理论对Cache行为进行分析已有较为成熟的技术成果和相关工具,但由于静态分析技术具有较难理解和使用的特点,对于技术没有覆盖、工具没有支持的硬件架构,针对这类硬件架构进行相关研究和验证工具开发都具有较大难度和挑战.该文以抽象解释为理论基础,以复用Cache分析过程为目标,提出了基于抽象解释的模块化Cache行为分析框架,对Cache行为分析过程进行了层次划分,提出了易于复用的Cache行为分析方法设计,能够针对不同架构的Cache机制分析方法进行建模,并以统一的分析框架对分析过程进行复用.案例实验表明,该框架可支持采用抽象解释对使用LRU策略的Cache行为进行建模分析,并能够得到Cache命中情况标记信息以支持后续WCET的估算过程.展开更多
随着嵌入式软件系统在汽车、核工业、航空、航天等安全关键领域的广泛应用,其失效将会导致财产的损失、环境的破坏甚至人员的伤亡,使得保障软件安全性成为系统开发过程中的重要部分.传统的安全性分析方法主要应用在软件的需求分析阶段...随着嵌入式软件系统在汽车、核工业、航空、航天等安全关键领域的广泛应用,其失效将会导致财产的损失、环境的破坏甚至人员的伤亡,使得保障软件安全性成为系统开发过程中的重要部分.传统的安全性分析方法主要应用在软件的需求分析阶段和设计阶段,然而需求与设计之间的鸿沟却一直是软件工程领域的一大难题.正是由于这一鸿沟的存在,使得需求分析阶段的安全性分析结果难以完整而详尽地反映在软件设计中.其根本原因是:当前的软件需求主要通过自然语言描述,存在二义性与模糊性,且难以进行自动化处理.为了解决这一问题,面向构件化嵌入式软件,首先提出了一种半结构化的限定自然语言需求模板用于需求规约,能够有效地降低自然语言需求的二义性与模糊性;然后,为了降低自动化处理的复杂性,采用需求抽象语法图作为中间模型,实现基于限定自然语言需求模板规约的软件需求与AADL模型之间的转换,并在此过程中自动记录两者之间的可追踪关系;最后,基于AADL开源工具OSATE对所提出方法进行了插件实现,并通过航天器导航、制导与控制系统(guidance,navigation and control,简称GNC)进行了实例性验证.展开更多
文摘程序最坏执行时间(Worst Case Execution Time,WCET)是嵌入式实时系统时间属性验证的基础,在采用静态分析技术的WCET估算中需要分阶段对不同的执行环境约束条件进行分析,并整合所有约束信息、结合程序控制流结构估算全局最坏路径,因此各阶段分析的中间结果对最终的WCET估算性能具有较大影响.在现代嵌入式系统中,硬件平台中的Cache机制成为对执行时间影响较大的硬件体系结构,对其进行精确的行为分析在WCET估算中具有重要的现实意义.采用抽象解释理论对Cache行为进行分析已有较为成熟的技术成果和相关工具,但由于静态分析技术具有较难理解和使用的特点,对于技术没有覆盖、工具没有支持的硬件架构,针对这类硬件架构进行相关研究和验证工具开发都具有较大难度和挑战.该文以抽象解释为理论基础,以复用Cache分析过程为目标,提出了基于抽象解释的模块化Cache行为分析框架,对Cache行为分析过程进行了层次划分,提出了易于复用的Cache行为分析方法设计,能够针对不同架构的Cache机制分析方法进行建模,并以统一的分析框架对分析过程进行复用.案例实验表明,该框架可支持采用抽象解释对使用LRU策略的Cache行为进行建模分析,并能够得到Cache命中情况标记信息以支持后续WCET的估算过程.
文摘随着嵌入式软件系统在汽车、核工业、航空、航天等安全关键领域的广泛应用,其失效将会导致财产的损失、环境的破坏甚至人员的伤亡,使得保障软件安全性成为系统开发过程中的重要部分.传统的安全性分析方法主要应用在软件的需求分析阶段和设计阶段,然而需求与设计之间的鸿沟却一直是软件工程领域的一大难题.正是由于这一鸿沟的存在,使得需求分析阶段的安全性分析结果难以完整而详尽地反映在软件设计中.其根本原因是:当前的软件需求主要通过自然语言描述,存在二义性与模糊性,且难以进行自动化处理.为了解决这一问题,面向构件化嵌入式软件,首先提出了一种半结构化的限定自然语言需求模板用于需求规约,能够有效地降低自然语言需求的二义性与模糊性;然后,为了降低自动化处理的复杂性,采用需求抽象语法图作为中间模型,实现基于限定自然语言需求模板规约的软件需求与AADL模型之间的转换,并在此过程中自动记录两者之间的可追踪关系;最后,基于AADL开源工具OSATE对所提出方法进行了插件实现,并通过航天器导航、制导与控制系统(guidance,navigation and control,简称GNC)进行了实例性验证.
