【摘要】：隨著計算機硬件性能的不斷提高,嵌入式系統(tǒng)中軟件系統(tǒng)的規(guī)模和復(fù)雜性不斷增加,軟件可靠性問題已成為嵌入式控制系統(tǒng)發(fā)展的一個瓶頸。傳統(tǒng)的嵌入式軟件可靠性保障技術(shù)主要關(guān)注于系統(tǒng)開發(fā)后期,而在系統(tǒng)運行時階段缺乏有效工具和技術(shù)對系統(tǒng)進行分析與驗證。如今,基于監(jiān)控的軟件運行時驗證(MRV:Monitoring-Oriented Runtime Verification)技術(shù)被認為是在軟件運行時提高軟件系統(tǒng)可靠性的一個趨勢�；诒O(jiān)控的軟件運行時驗證方法通過在軟件系統(tǒng)中加入狀態(tài)監(jiān)視設(shè)施可以有效的提高系統(tǒng)可靠性,但是在傳統(tǒng)的單核處理器架構(gòu)的計算平臺上,軟件系統(tǒng)中所加入的狀態(tài)監(jiān)視設(shè)施以及相關(guān)分析與檢驗處理過程將對目標系統(tǒng)的執(zhí)行性能造成較大的影響,從而影響到整體系統(tǒng)的可靠性。隨著多核處理器架構(gòu)的發(fā)展,許多高性能計算平臺被用來解決用戶龐大而復(fù)雜的問題,如今,多核處理器架構(gòu)計算平臺已經(jīng)成為了驗證領(lǐng)域提高驗證性能的一個新的趨勢。 本文對基于多核處理器架構(gòu)的MRV方法進行了初步研究,分析并設(shè)計了在線驗證、離線驗證以及單監(jiān)視器設(shè)計與多監(jiān)視器設(shè)計等多種模式的MRV驗證框架,進一步在Visual Studio平臺上和Eclipse平臺上分別給出了C++版本和Java版本的MRV實現(xiàn)方案,并在幾個開源項目中進行了MRV實例應(yīng)用。最后對實驗獲得的數(shù)據(jù)進行分析和總結(jié),實驗數(shù)據(jù)表明,在不同驗證模式下,多核處理器能夠有效的提高系統(tǒng)運行時驗證的性能。本文工作為進一步設(shè)計有效的多核架構(gòu)下MRV方法提供了基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：TP368.1
【圖文】：

南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文7圖 2.1 MRV 工作原理示意圖2.2.2 基于監(jiān)控的軟件運行時驗證模式在基于監(jiān)控的軟件運行時驗證框架中主要有 2 種不同的運行時驗證模式，即：在線驗證模式和離線驗證模式。兩種驗證模式都有各自的優(yōu)勢和不足。如圖 2.2 所示，在線驗證模式中，目標系統(tǒng)和監(jiān)視設(shè)施之間采用的是線程間通信方式。系統(tǒng)運行時，通過在目標系統(tǒng)進程中創(chuàng)建一個或多個監(jiān)視器線程，用

圖 2.3 離線模式 MRV 工作原理示意圖2.2.3 基于監(jiān)控的軟件運行時驗證的監(jiān)控模式針對不同的應(yīng)用背景，基于監(jiān)控的軟件運行時驗證技術(shù)主要有 4 種不同的監(jiān)控模式。2.4-( a )所示，監(jiān)視器和目標系統(tǒng)之間的比例關(guān)系是 1:1，在這種監(jiān)控模式下，一般是針對目標系統(tǒng)專門做的一個監(jiān)視器，此監(jiān)視器只能用于該目標系統(tǒng)的運行時監(jiān)控，專用性強，不具有移植性。如圖 2.4-( b )所示，監(jiān)視器和目標系統(tǒng)之間的比例關(guān)系是 1:m，在這種監(jiān)控下，一般是針對某一類目標系統(tǒng)做的一個監(jiān)視器，此監(jiān)視器能用于符合一定條件的目標系運行時監(jiān)控，專用性較強，具有一定的移植性。如圖 2.4-( c )所示，監(jiān)視器和目標系統(tǒng)之間例關(guān)系是 m:1，這種模式一般適用于具有極高可靠性和實時性需求的目標系統(tǒng)，多個監(jiān)視同用于一個目標系統(tǒng)的運行時實時監(jiān)控，提高了驗證速度，同時，由于多個監(jiān)視器的存在免了某個監(jiān)視器出現(xiàn)故障時無法檢測的情況，保證了可靠性。如圖 2.4-( d )所示，監(jiān)視器和系統(tǒng)之間的比例關(guān)系是 m:n，多個監(jiān)視器共同用于多個目標系統(tǒng)的運行時實時監(jiān)控，每個

如圖2.4-( a )所示，監(jiān)視器和目標系統(tǒng)之間的比例關(guān)系是 1:1，在這種監(jiān)控模式下，一般是針對某個目標系統(tǒng)專門做的一個監(jiān)視器，此監(jiān)視器只能用于該目標系統(tǒng)的運行時監(jiān)控，專用性強，一般不具有移植性。如圖 2.4-( b )所示，監(jiān)視器和目標系統(tǒng)之間的比例關(guān)系是 1:m，在這種監(jiān)控模式下，一般是針對某一類目標系統(tǒng)做的一個監(jiān)視器，此監(jiān)視器能用于符合一定條件的目標系統(tǒng)的運行時監(jiān)控，專用性較強，具有一定的移植性。如圖 2.4-( c )所示，監(jiān)視器和目標系統(tǒng)之間的比例關(guān)系是 m:1，這種模式一般適用于具有極高可靠性和實時性需求的目標系統(tǒng)，多個監(jiān)視器共同用于一個目標系統(tǒng)的運行時實時監(jiān)控，提高了驗證速度，同時，由于多個監(jiān)視器的存在，避免了某個監(jiān)視器出現(xiàn)故障時無法檢測的情況，保證了可靠性。如圖 2.4-( d )所示，監(jiān)視器和目標系統(tǒng)之間的比例關(guān)系是 m:n

【引證文獻】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 王源源;嵌入式系統(tǒng)底層軟硬件可靠性保障技術(shù)研究及其應(yīng)用[D];電子科技大學(xué);2012年

2 田泉;基于Cavium多核處理平臺的流量控制網(wǎng)關(guān)設(shè)計與實現(xiàn)[D];北京郵電大學(xué);2013年

本文編號：2760805