本文關鍵詞：模型驅動的IMA系統(tǒng)資源配置分析與驗證及優(yōu)化方法研究

  更多相關文章： 綜合航電系統(tǒng) 資源配置 MARTE 可調(diào)度性判定 MAST 資源分配優(yōu)化

【摘要】：近年來綜合模塊化航空電子系統(tǒng)(IMA)已經(jīng)廣泛應用于機載航空電子系統(tǒng),是航空領域的一項重要系統(tǒng)結構和發(fā)展趨勢。在IMA系統(tǒng)開發(fā)過程中,針對系統(tǒng)滿足資源共享以及安全可靠運行的需求,IMA系統(tǒng)資源的配置成為開發(fā)過程中至關重要的一部分,因此如何有效的對IMA系統(tǒng)資源進行配置以及確保資源配置的正確性成為綜合航電系統(tǒng)領域一項重要的研究問題。同時在系統(tǒng)開發(fā)過程中包含硬件資源分配和軟件資源分配兩個階段,在滿足資源約束情況下不同的分配方式會導致飛機質量、開發(fā)成本以及安全性等性能指標的不同,因此如何根據(jù)多個目標對系統(tǒng)硬軟件資源的分配進行優(yōu)化從而獲得最優(yōu)分配在綜合航電領域也將具有重要意義。本文工作主要針對IMA系統(tǒng)開發(fā)和資源配置流程展開分析,并對其中的系統(tǒng)時間資源配置進行驗證,同時對系統(tǒng)硬軟件資源的分配問題進行建模并對其進行多目標優(yōu)化從而獲得最優(yōu)解,具體研究內(nèi)容如下所述:1)針對IMA系統(tǒng)資源共享特征,結合對IMA系統(tǒng)開發(fā)與資源配置流程的分析,基于實時嵌入式系統(tǒng)建模與分析規(guī)范(MARTE)對IMA系統(tǒng)時間行為相關概念(包括通信虛擬鏈路、AFDX終端、資源設備模塊、分區(qū)、進程等)進行建模從而獲得對應的MARTE模型,設計了基于模型驅動架構的IMA系統(tǒng)建模方法。2)針對IMA系統(tǒng)分區(qū)調(diào)度模型的分析,將系統(tǒng)時間行為概念所得到的MARTE模型轉換為MAST-2文本模型進行描述并加上自定義調(diào)度策略,設計了一種系統(tǒng)分區(qū)可調(diào)度性驗證框架,并通過MAST可調(diào)度分析工具對MAST-2文本模型進行分析,基于系統(tǒng)可調(diào)度性判定設計了時間資源配置的正確性驗證方法。3)研究了IMA系統(tǒng)硬件資源分配和軟件資源分配問題,采用二進制編碼形式對系統(tǒng)硬軟件資源分配進行建模,并且設計了相關數(shù)學等式和不等式對資源分配約束進行描述,然后根據(jù)質量、成本以及安全性等需求目標構建目標函數(shù),采用多目標優(yōu)化算法進行優(yōu)化,從而得到硬軟件資源分配的最優(yōu)解。4)基于Eclipse平臺和EMF等相關機制,設計并實現(xiàn)了一個用于IMA系統(tǒng)資源配置驗證的原型工具IMA_RCV,并通過該工具給出了機載水處理子系統(tǒng)的資源配置、建模分析以及時間資源配置驗證的實例分析。最后針對系統(tǒng)硬軟件資源分配的建模以及優(yōu)化問題給出相關實例分析。
【關鍵詞】：綜合航電系統(tǒng) 資源配置 MARTE 可調(diào)度性判定 MAST 資源分配優(yōu)化
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V243
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 縮略詞10-11
• 第一章 緒論11-16
• 1.1 課題研究背景及意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 論文研究內(nèi)容與組織結構14-16
• 第二章 綜合航電系統(tǒng)架構及系統(tǒng)資源配置驗證分析框架16-23
• 2.1 IMA系統(tǒng)架構概述16-17
• 2.2 IMA系統(tǒng)開發(fā)與資源配置流程17-19
• 2.2.1 IMA系統(tǒng)開發(fā)框架17-18
• 2.2.2 IMA系統(tǒng)資源配置流程18-19
• 2.3 MARTE與MAST-2 描述19-22
• 2.3.1 MARTE Profile19-21
• 2.3.2 MAST-2 模型21-22
• 2.4 本章小結22-23
• 第三章 IMA系統(tǒng)時間資源配置分析與正確性驗證23-34
• 3.1 基于MARTE的IMA系統(tǒng)建模23-28
• 3.1.1 通信虛擬鏈路建模23-24
• 3.1.2 AFDX終端建模24-25
• 3.1.3 資源設備模塊建模25
• 3.1.4 分區(qū)建模25-26
• 3.1.5 進程建模26-28
• 3.2 IMA系統(tǒng)時間資源配置驗證28-33
• 3.2.1 IMA系統(tǒng)調(diào)度模型特征28-29
• 3.2.2 IMA系統(tǒng)的MAST-2 模型描述29-32
• 3.2.3 IMA系統(tǒng)可調(diào)度性驗證框架32-33
• 3.3 本章小結33-34
• 第四章 IMA系統(tǒng)資源分配建模及優(yōu)化34-44
• 4.1 IMA系統(tǒng)硬件資源分配34-35
• 4.2 IMA系統(tǒng)軟件資源分配35-36
• 4.3 IMA系統(tǒng)資源分配及約束建模36-41
• 4.3.1 硬件資源分配及約束建模36-38
• 4.3.2 軟件資源分配及約束建模38-41
• 4.4 IMA系統(tǒng)資源分配優(yōu)化41-43
• 4.4.1 構建目標函數(shù)41-42
• 4.4.2 多目標優(yōu)化算法優(yōu)化42-43
• 4.5 本章小結43-44
• 第五章 IMA系統(tǒng)資源配置驗證工具設計與實例分析44-65
• 5.1 IMA資源配置驗證工具設計44-47
• 5.1.1 功能需求分析44-45
• 5.1.2 工具設計框架45-46
• 5.1.3 工具執(zhí)行流程46-47
• 5.2 IMA資源配置驗證工具實現(xiàn)47-52
• 5.2.1 工具平臺架構47-49
• 5.2.2 獲取配置需求49-50
• 5.2.3 構建拓撲結構50-51
• 5.2.4 實現(xiàn)資源配置51
• 5.2.5 時間資源配置驗證51-52
• 5.3 IMA系統(tǒng)時間資源配置驗證及優(yōu)化實例分析52-63
• 5.3.1 IMA系統(tǒng)資源配置工具使用實例53-57
• 5.3.2 IMA系統(tǒng)時間資源配置正確性驗證實例57-59
• 5.3.3 IMA系統(tǒng)資源分配優(yōu)化實例59-63
• 5.4 本章小結63-65
• 第六章 總結與展望65-67
• 6.1 論文總結65
• 6.2 未來工作展望65-67
• 參考文獻67-72
• 致謝72-73
• 在學期間的研究成果及發(fā)表的學術論文73

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