[發(fā)明專利]一種面向航天嵌入式系統(tǒng)的軟件架構(gòu)設(shè)計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011255709.8
• 申請日: 2020-11-11
• 公開（公告）號: CN112416336B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張晛;張玉;王穎;劉軍;丁敏;高飛
• 申請（專利權(quán)）人: 北京京航計算通訊研究所
• 主分類號: G06F8/36
• 分類號: G06F8/36;G06F8/35;G06F11/36
• 代理公司: 北京天達知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所有限公司 11386
• 代理人: 李明里

本發(fā)明涉及一種面向航天嵌入式系統(tǒng)的軟件架構(gòu)設(shè)計方法，包括如下步驟：生成嵌入式軟件組件庫，所述嵌入式軟件組件庫包括經(jīng)過形式化驗證的可復(fù)用組件；從嵌入式軟件組件庫中選擇所需的可復(fù)用組件，構(gòu)建嵌入式軟件代碼框架；根據(jù)所述嵌入式軟件代碼框架，進行嵌入式軟件代碼編輯，生成可執(zhí)行軟件；根據(jù)專家知識庫對生成的所述可執(zhí)行軟件進行缺陷檢測，定位缺陷位置生成缺陷報告，并進行缺陷修復(fù)；在線監(jiān)測可執(zhí)行軟件的運行過程，進行自主診斷、故障定位和故障修復(fù)。本發(fā)明可以豐富軟件開發(fā)自動化技術(shù)、提高軟件開發(fā)效率、縮短協(xié)議開發(fā)周期、實現(xiàn)故障在線診斷和修復(fù)，提高代碼的安全性和健壯性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于軟件工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種面向航天嵌入式系統(tǒng)的軟件架構(gòu)設(shè)計方法，其應(yīng)用于航天嵌入式軟件開發(fā)過程中。

背景技術(shù)

隨著航天應(yīng)用的高速發(fā)展，其復(fù)雜任務(wù)需求要求航天嵌入式軟件的算法和處理趨于高度集成化、智能化，軟件規(guī)模及復(fù)雜度進一步提升，對軟件架構(gòu)的統(tǒng)一性和軟件的可靠性提出了更高的要求。目前，航天嵌入式軟件研發(fā)主要采用任務(wù)定制開發(fā)模式，由于使用不同的軟件架構(gòu)，使型號軟件間的繼承性較弱，影響軟件的開發(fā)效率和軟件產(chǎn)品的質(zhì)量。

對于軟件開發(fā)架構(gòu)問題，即使繼承了以往型號的軟件架構(gòu)，軟件架構(gòu)中共性資源模塊接口實現(xiàn)不一致、時序不協(xié)調(diào)等可靠性及安全性設(shè)計問題，會影響軟件的可靠性和軟件產(chǎn)品的質(zhì)量，并且該類問題僅僅依靠單純的軟件開發(fā)和軟件測試工作是很難被發(fā)現(xiàn)的。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述的分析，本發(fā)明旨在公開了一種面向航天嵌入式系統(tǒng)的軟件架構(gòu)設(shè)計方法，解決航天嵌入式軟件工程領(lǐng)域缺乏通用的嵌入式系統(tǒng)軟件架構(gòu)，以及提高軟件架構(gòu)可靠性的問題。

本發(fā)明公開了一種面向航天嵌入式系統(tǒng)的軟件架構(gòu)設(shè)計方法，包括如下步驟：

生成嵌入式軟件組件庫，所述嵌入式軟件組件庫包括經(jīng)過形式化驗證的可復(fù)用組件；

從所述嵌入式軟件組件庫中選擇所需的可復(fù)用組件，構(gòu)建嵌入式軟件代碼框架；

根據(jù)所述嵌入式軟件代碼框架，進行嵌入式軟件代碼編輯，生成可執(zhí)行軟件；

根據(jù)專家知識庫對生成的所述可執(zhí)行軟件進行缺陷檢測，定位缺陷位置生成缺陷報告，并進行缺陷修復(fù)；

在線監(jiān)測可執(zhí)行軟件的運行過程，進行自主診斷、故障定位和故障修復(fù)。

進一步地，所述生成嵌入式軟件組件庫，包括：

1)提取航天型號軟件需求中的軟件關(guān)鍵信息，分類建立軟件形式化驗證準(zhǔn)則；

2)生成軟件的可復(fù)用組件，所述可復(fù)用組件從軟件架構(gòu)出發(fā)實現(xiàn)多層次復(fù)用；

3)依據(jù)建立的軟件形式化驗證準(zhǔn)則對可復(fù)用組件進行形式化驗證；

4)將通過驗證的組件進行封裝，得到所述嵌入式軟件組件庫。

進一步地，所述軟件形式化驗證準(zhǔn)則包括接口驗證準(zhǔn)則、時序驗證準(zhǔn)則和交互關(guān)系驗證準(zhǔn)則。

進一步地，所述接口驗證準(zhǔn)則包括總線接口、數(shù)據(jù)傳輸接口在內(nèi)的物理接口的驗證準(zhǔn)則；

所述時序驗證準(zhǔn)則包括狀態(tài)有界響應(yīng)、多狀態(tài)并發(fā)、時間約束和先后順序在內(nèi)的驗證準(zhǔn)則；

所述交互關(guān)系驗證準(zhǔn)則包括應(yīng)答通信、嵌套調(diào)用、多播通信、同步通信在內(nèi)的驗證準(zhǔn)則。