[發明專利]基于廣義隨機Petri網的軟硬件綜合的AADL模型可靠性評估方法

有效

• 申請號: 202010891607.9
• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN112100062B
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發明（設計）人: 陸寅;秦樹東;董云衛
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G06F11/36
• 分類號: G06F11/36
• 代理公司: 西安凱多思知識產權代理事務所(普通合伙) 61290
• 代理人: 劉新瓊

本發明涉及一種基于廣義隨機Petri網的AADL軟硬件綜合可靠性模型的評估方法，首先，構建軟硬件綜合的AADL可靠性模型；然后將運行平臺構件事務級錯誤模型中事務單元內部的基本錯誤模型元素轉換為GSPN中的基本元素；對刻畫運行平臺構件內部數據流交互的事務單元之間的連接關系進行轉換；對架構模型中定義的運行平臺構件之間的連接關系、軟件構件與運行平臺構件之間的綁定關系進行轉換；使得系統運行平臺構件轉換得到的GSPN子模型與系統軟件構件轉換得到的GSPN子模型復合為系統軟硬件綜合的GSPN模型，在此基礎上，調用GSPN計算工具，對系統進行穩定概率分布計算，完成軟硬件綜合的可靠性評估。

技術領域

本發明涉及一種AADL模型可靠性評估方法，特別是一種軟硬件綜合的AADL模型可靠性評估方法。

背景技術

文獻“一種基于AADL描述的可靠性模型向GSPN模型的轉換方法”提出了一種模型轉換方法，該方法建立了AADL模型元素到GSPN可靠性模型元素之間的映射關系，可以對架構分析與設計語言(Architecture Analysis Design Language，AADL)設計的錯誤模型中的基本元素和模型關系進行轉換(包括基本錯誤模型元素、構件向外錯誤傳播規則、構件接受錯誤傳播規則和錯誤模型中的依賴關系等)。但是該方法在實現的過程中所建立的AADL可靠性模型更多的側重于對軟件構件的行為和錯誤傳播機制的描述，并沒有對硬件構件事務級行為的錯誤影響及傳播機制進行建模。然而在實際應用場景下，硬件失效對系統的可靠性產生的影響是不可忽略的，所以在進行嵌入式系統可靠性分析中，綜合考慮軟件和硬件的錯誤行為及其相互之間的影響，并對全系統的可靠性進行分析是非常必要的。AADL廣泛應用于嵌入式系統建模，是一種良好的建模語言，它能夠為系統建立架構模型，提供對構件進行豐富的屬性描述能力并且具有附錄擴展的特性，所以可以通過附錄擴展的特性，擴展針對硬件構件的事務級錯誤模型，再結合AADL的錯誤模型，完成軟硬件一體化可靠性建模，在此基礎上，提出一種軟硬件綜合的可靠性評估方法。

縮略語

HCEM(hardware component Transaction Level Error Model)：硬件構件事務級錯誤模型

TEM(Transaction Module Error Model)：事務單元錯誤模型

EIT(Error Input Transition)：錯誤向下傳播依賴關系

EOT(Error Output Transition)：錯誤向上傳播依賴關系

發明內容

要解決的技術問題

為了克服目前基于AADL可靠性分析對硬件構件部分考慮不足的問題，本發明提出一種基于廣義隨機Petri網(GSPN)的AADL模型軟硬件綜合可靠性評估方法。

技術方案

一種基于廣義隨機Petri網的軟硬件綜合的AADL模型可靠性評估方法，其特征在于包括以下步驟

步驟1：根據系統規格說明書為系統設計AADL架構模型，根據可靠性需求為架構模型設計錯誤模型，其中錯誤模型包括軟件錯誤模型和HCEM，得到層次化結構的AADL可靠性模型。

步驟2：將AADL軟件構件錯誤模型轉換為軟件構件的GSPN模型。

步驟3：將AADL的HCEM中包含的基本模型元素轉換為GSPN模型中的元素，轉換方法以及轉換順序如下：