基于AADL的关键航空机载计算机软件系统分析与建模

【类型】学位论文

【作者】赵月 

【关键词】 AADL 航空机载计算机系统 容错 模型驱动开发

【摘要】随着航空电子系统的飞速发展，航空机载计算机软件的规模越来越大，功能越来越复杂，对航空机载计算机软件的开发方法提出了新的挑战。航空机载计算机系统结构复杂，需要由多个团队并行开发，传统的开发模式中，子系统的数据接口规范、功能需求和性能需求通过文档方式进行定义，并行开发效率低下；由于航空航天这一特殊领域对系统安全性和可靠性的高要求，航空机载计算机系统中广泛使用容错设计来提高系统性能，但是为每个系统单独进行容错设计带来大量重复性工作，增大了系统出错概率，增加了后期系统维护的工作量。本文对航空机载计算机软件开发方法面临的问题展开了研究。本文依照自上而下、从整体到部分的分层建模思想，基于ARINC国际航空标准分析关键航空机载计算机子系统的系统结构，并使用AADL语言对其进行建模，利用统一的模型描述系统接口、系统功能及系统性能，实现可并行开发，提高开发效率；针对航空机载计算机系统大量的容错设计需求，本文对航空机载计算机系统中应用的容错方法建立容错模型，总结了一组可重用容错模型模板，构造容错建模辅助工具。提高航空机载计算机系统的容错模型开发效率，降低错误风险。本文采用AADL语言对航空机载计算机系统的软件、硬件体系结构、关键性能属性及相关容错方法进行建模，总结了航空机载计算机软件系统的AADL建模方法；设计并验证了一种从AADL模型到基于ARINC653分区规范的可执行代码实现方法，并利用开源自动代码生成工具，最终将AADL模型转化为可以运行在ARINC653分区系统上的可执行程序框架，为嵌入式实时系统设计人员提供了一种从模型建立到可执行代码生成的实现方法和开发流程；同时通过该方法验证大气数据计算机系统、导航系统、飞行管理系统AADL模型的正确性。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】北京航空航天大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】马殿富

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