AADL2ECPN模型转换方法及其在IMA上的应用

《AADL2ECPN模型转换方法及其在IMA上的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2016年9月第42卷第9期北京航空航天大学学报JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsSeptember2016V01．42No．9http：ffbhxb．buaa．edu．cnjbuaa@buaa．edu．cnDOI：10．13700／j．bh。1001-5965．2015．0562AADL2ECPN模型转换方法及其在IMA上的应用刘畅1，谷涛1，周庆1’4，王世海2，李泽林2(1．中国航空无线电电子研究所航空电子系统综合技术重点实验室，上海200241；

2、2．北京航空航天大学可靠性与系统工程学院，北京100083)摘要：在综合模块化航空电子(IMA)系统应用集成的过程中，对IMA系统的资源配置建模和安全性分析至关重要。首先利用模型转换的方法，提出一套从架构分析和设计语言(AADL)模型到扩展着色Petri网(ECPN)模型的转换规则，将AADL模型转换为ECPN模型，并且确保在模型转换过程中不丢失任何关键资源建模元素；然后基于目标模型进行后续的安全性分析研究；最后用一个简单例子演示如何应用提出的模型转换方法。结果表明，AADL2ECPN模型转换方法分析IMA系统安全性的可行性。

3、关键词：架构分析和设计语言(AADL)；着色Petri网(CPN)；资源分配；综合模块化航空电子(IMA)；模型转换中图分类号：V221+．3；TB553文献标识码：A文章编号：1001-5965(2016)09—1884．08随着计算机和软件技术的发展，综合模块化航空电子(IntegratedModularAvionics，IMA)被广泛应用于航空电子系统。相比于传统的航空电子所包括的传感器设备、计算资源和通信网络，IMA提供了一个可共享并且灵活的硬件和软件资源通用平台⋯。由于架构固有的强健的分区机制，IMA平台上可以驻留不

4、同安全等级的航空电子应用。ARINC653标准(航空电子应用标准软件接口)提出的时间和空间分区是IMA系统的核心概念旧。。时间分区保证了通信网络和处理时间片等共享资源可以完全被一个分区占用而不被其他分区干扰，也保证了应用的实时性要求。空间分区保证了应用在共享资源时仅使用预先分配的物理资源。由于这种分区机制，时间资源和物理资源的分配都很重要。只有当每个应用程序分配足够的时间资源和物理资源时，应用才能正确运行并且满足实时要求。因此，在设计阶段对IMA系统资源的建模与分析是不可缺少的步骤。Petri网(PN)¨1由Petri在196

5、2年提出，有着严谨的数学定义和直观的图形化描述，并且可以精确地对异步计算和并行计算系统的行为建模。近十年来，Petri网的抽象能力以及描述能力不断被加强，包括时间Petfi网HJ、着色Petri网(CPN)口1以及分层Petri网∽。在内的一些被优化的Petri网逐渐可以满足各种各样的建模需求。架构分析和设计语言(ArchitectureAnalysisandDesignLanguage，AADL)¨1是目前使用较广泛的方法来设计和开发嵌入式实时系统。AADL模型能够描述系统架构，同时基于AADL模型各种非功能性属性可以进行验

6、证，有助于在系统设计阶段快速发现各种问题，减少系统开发和维护成本。AADL更适合应用于强实时性需求和高可靠性，有资源约束(如尺寸、重量和功率)的嵌入收稿日期：2015-09-01；录用日期：2015．10—10；网络出版时间：2015．12—1711：33网络出版地址：WWW．cnki．net／kcms／detail／11．2625．V．20151217．1133．014．html基金项目：国防基础科学研究计划(JcKY2013205c003)}通讯作者：Tel．：021-33296652E-mail：zhou—qing@ea

7、refi．corn引用格式：刘畅，各涛，周庆，等．AADL2ECPN模型转换方法及其在IMA上的应用fJJ．北京航空航天大学学报，2016，42(9)：1884—1891．LIUC，GUT．ZHOUQ，etat．ModeltransformationmethodfromAADL2ECPNanditsapplicationinIMAlj]．Jour-nalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics。2016，42(9)：1884-1891(inChinese)．第9期刘畅，等：

8、AADL2ECPN模型转换方法及其在IMA上的应用1885式系统，例如航空航天、医疗设备、工业控制过程领域。AADL自身有许多附件，也支持对系统属性集的扩展，方便对系统的精确建模¨。。值得注意的是，在ARINC653附件中已经完全定义了IMA架构到AADL模型的映射规则。使用