基于模型转换的ima系统可调度性验证方法

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1、基于模型转换的IMA系统可调度性验证方法摘要：综合模块化航空电子系统中分区运行时间特征满足需求是IMA系统安全可靠性运行的一个重要问题。本文针对满足ARINC653规范的IMA系统的层级调度特性，结合IMA系统调度配置信息，提出了一种在模型驱动工程框架下，基于实时嵌入式系统建模与分析模型的ARINC653分区调度系统建模转换与可调度性验证的方法。借助MAST工具及其自定义调度策略功能，分析分区系统调度特性并利用MARTE对其进行建模，并利用该工具对MARTE模型进行仿真以验证其可调度性，最后给出了一个实

2、例分析。关键词：综合模块化航电系统；可调度性验证；ARINC653；实时嵌入式系统与分析；模型驱动工程中图分类号：TP311文献标志码：A文章编号：1005-261503-0403-09SchedulableVerificationFrameworkforIMASystemBasedonModel-TransformationHuJun，ChengZhen,MuJinjing，LiuXue，ShijiaojieAhstract：Ensuringthesatisfiabilityofpartitionti

3、merequirementinintegratedmodularavionicsisofgreatimportanceforthesafeandreliableoperationofIMAsystem.Amethodofmodeling,transformationandschedulingvalidationofARINC653partitionschedulingsystemisputforwardbssedonmodeldrivenengineering.Thehierarchyschedulin

4、gcharacteristicsofIMAsystemareanalyzedcombinedwiththeIMAsystemschedulingconfigurationinformation，themodeltransformationrulesareestablishedbetweenthemodelingandanalysisofreal-timeandembeddedsystemmodelelementsandthehierarchicalschedulingsemanticinformatio

5、n,andaschedulingvalidationframeworkofIMApartitionsystemisdesignedbasedonMARTE.ThenMASTtoolisusedtomakesimulationfortheMARTEmodeltoverifytheschedulability.Finally，acaseanalysisisgiventoillustratethevalidityofthemethod.Keywords:integratedmodularavionics；sc

6、hedulabilityverification；ARTNC653；modelingandanalysisofreal-timeandembeddedsystem;modeldrivenengineering基金项目：国家重点基础研宄发展计划资助项目；回国留学人员科研启动基金资助项目；611航空科研基金资助项目；南京航空航天大学青年科技创新基金资助项目。收稿日期：2015-03-02；修订日期：2015-04-28综合模块化航电系统［1-2］是近年来安全关键应用领域中一类重要的复杂嵌入式系统，具备多个实

7、时应用同时在计算平台上以时间/空间多分区形式运行的系统特征。针对IMA类系统的设计与分析已经成为近年来复杂嵌入式系统工程研究领域中的一个重要挑战。IMA系统中的配置信息通常是由ARINC653规范［3-4］来给出，满足ARINC653标准的IMA系统称之为ARINC653系统。IMA系统配置信息包含了系统架构中所有抽象层面的数据信息，可用来对IMA系统巾诸如硬件资源、操作系统接口以及应用程序运行环境等进行参数配置。IMA的调度信息包含在系统配置信息中，针对此类系统进行可调度性验证分析具有重要研宄意义。因

8、此，本文结合模型驱动工程的理论，使用专门为嵌入式领域而指定的MARTE建模语言，根据调度配置信息对IMA分区调度系统进行建模，并利用一套用于实时应用建模与调度性分析的开源工具MAST［5］对其进行可调度性验证分析，这项工作具有可行性和必要性。模型驱动工程［6-8］是近十年来在系统工程以及软件工程领域中出现的主流方法，其基本思想是以系统模型设计、模型转换与分析/验证为工程的重要核心，提高对复杂工程系统开发与维护的能力和效率。在最新版本的航空软