[發明專利]基于汽車開放架構系統到統一軟硬件表示的形式化系統模型轉換和可靠性分析方法

有效

• 申請號: 202010160806.2
• 申請日: 2020-03-10
• 公開（公告）號: CN111400073B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 晏榮杰;蘇靜;嚴俊;楊俊杰;黃凱
• 申請（專利權）人: 中國科學院軟件研究所
• 主分類號: G06F11/00
• 分類號: G06F11/00;G06F11/26
• 代理公司: 北京君尚知識產權代理有限公司 11200
• 代理人: 邱曉鋒

1.一種基于汽車開放架構系統到統一軟硬件表示的形式化系統模型轉換方法，其特征在于，包括以下步驟：

建立軟件應用中任務的主動冗余，按照軟件應用中任務的依賴關系將冗余展開；所述主動冗余是指部署任務的多個副本同時運行，使用少數服從多數的表決器給出輸出結果；

根據展開后的軟件應用中任務的依賴關系、軟件應用到硬件的部署以及汽車開放架構的特征，構建包含軟硬件交互的時序行為和時間約束的形式化系統模型；

所述按照軟件應用中任務的依賴關系將冗余展開，包括：

1-1)遍歷任務之間的依賴關系，確定依賴關系的深度；

1-2)從最深的非空依賴層開始，根據每個任務的副本的個數，加入副本、副本結果表決器，并構造任務、副本、副本與表決器之間的關聯關系，直到遍歷完所有層；

1-3)當所有的任務都被遍歷過后，展開過程終止。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟1-1)包括：

1-1-1)將不存在任何前驅的任務t加入初始層Q₀層；

1-1-2)根據當前層任務t以及依賴于t的任務集合succ(t)構建下一層依賴于當前層任務的集合，并去掉前面各層已經包括的任務，保證層間任務集合交集為空；

1-1-3)基于新建立的依賴層，重復1-1-2)直到新建立的依賴層為空。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟1-2)包括：

1-2-1)從非空依賴層Q_i開始；

1-2-2)取出該層所有副本個數大于1的任務；

1-2-3)加入任務的副本、副本輸出結果的表決器；

1-2-4)加入表決器與任務t的所有后繼的依賴關系；

1-2-5)加入副本與表決器的依賴關系；

1-2-6)加入任務t的所有前驅與副本的依賴關系；

1-2-7)如果已遍歷完Q₀，則結束，否則通過i＝i-1的賦值關系，遍歷它的前驅層，回到1-2-1)。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述形式化系統模型包括應用模塊、依賴于硬件的軟件模塊、硬件模塊；所述應用模塊包含多個任務模塊；所述依賴于硬件的軟件模塊包含通信模塊、調度模塊；

所述任務模塊涵蓋汽車開放架構中的運行實體、運行實體的連接以及運行實體到任務的映射；所述任務模塊中的狀態包括：汽車開放架構中任務的就緒、運行、暫停三種狀態，與硬件資源交互過程中的狀態，以及時間約束關系；

所述通信模塊負責從/向緩沖區中讀取/寫入數據的操作過程，所述通信模塊接受任務的讀/寫請求，再檢查緩沖區的可訪問性，在緩沖區可用后進行讀/寫操作，最后釋放緩沖區資源；

所述調度模塊包括任務調度模塊和消息調度模塊；任務調度模塊用于調度部署于不同電子控制單元的任務；消息調度模塊接受傳送數據的消息的請求，并檢查相應硬件資源的可用性，決定是否執行通信請求；

所述硬件模塊根據硬件資源數目定義相關常量，并通過查詢相應的隊列獲取硬件的狀態。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述任務調度模塊支持以下三種策略：

先進先出策略，按請求的順序排序，新請求任務附加到隊列末尾，并且不允許搶占；

固定優先級策略，按優先級的降序排序，新請求任務根據其優先級插入隊列；

最早截止時間優先策略，任務按照其截止時間與觸發時間的差值升序排序，新的任務請求根據該差值將新任務插入到合適位置。

6.一種基于形式化系統模型的自動駕駛系統可靠性分析方法，其特征在于，包括以下步驟：

對于權利要求1～5中任一權利要求所述方法得到的形式化系統模型，實例化所述形式化系統模型中的參數；

提取自動駕駛系統中需要驗證與分析的性質；

利用所述形式化系統模型，使用模型檢測方法對自動駕駛系統的可靠性進行分析。