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中断驱动控制系统的有界模型检验技术
  • ISSN号:1000-9825
  • 期刊名称:软件学报
  • 时间:2015
  • 页码:239-253
  • 分类:TP311[自动化与计算机技术—计算机软件与理论;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]计算机软件新技术国家重点实验室(南京大学),江苏南京210023, [2]南京大学软件学院,江苏南京210093, [3]西北工业大学计算机学院,陕西西安710072, [4]南京大学计算机科学与技术系,江苏南京210023, [5]中国空间技术研究院,北京100094
  • 相关基金:国家自然科学基金(91118007,61321491);国家高技术研究发展计划(863)(2012AA011205)
  • 相关项目:航天嵌入式软件可信性保障集成环境和示范验证与应用
中文摘要:

针对一类中断驱动的航天控制系统,给出了有界模型检验的算法.这类系统由中断处理程序和操作系统调度的任务组成.当中断发生时,对应的中断处理程序响应中断事件,并可以修改控制变量值,以便在系统任务中完成后续工作.操作系统周期性地调度任务序列处理日常事务以及中断事件的后续工作.使用了带中断标记的时间自动机对中断事件和任务调度事件进行建模,并使用中断向量表和中断处理程序的伪代码模型共同描述中断的处理过程.控制变量将中断处理过程和系统任务相关联,中断处理程序可以设定某个控制变量,而系统任务则通过检查该控制变量来确定是否需要进行后续处理.对于这样的形式化模型,给出了检验关键时序性质的有界模型检验算法.该算法使用深度优先的方式遍历所有长度小于等于K的可行路径,并使用SMT Z3实现了对时间约束和规约的处理.

英文摘要:

This paper proposes an approach to model and verify a certain class of interrupt-driven aerospace control systems. These interrupt-driven systems consist of interrupt handlers and system-scheduling tasks. When an interrupt event occurs, the corresponding interrupt-handler executes in response. An interrupt-handler may leave some post-processing works to the system tasks by setting some control variables to certain values. The operating system schedules a set of tasks periodically to deal with routine tasks and some post-processing of interrupt events. In this paper, timed automata labeled with interrupts are used to model interrupt events and task scheduling events. The execution processes of interrupts are modeled by pseudo-code of interrupt handlers and the interrupt vector. Control variables are used to model the interactions between interrupt processing and system tasks while the tasks perform post-processing of interrupts according to the values of control variables set by interrupt handlers. A bounded model checking algorithm is presented in this paper to check these models w.r.t some important timing properties. The algorithm explores all feasible paths in K steps using the depth-first searching method. During the exploring process, time constraints and time requirements in the specification are calculated by the SMT solver Z3.

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期刊信息
  • 《软件学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院软件研究所 中国计算机学会
  • 主编:赵琛
  • 地址:北京8718信箱中国科学院软件研究所
  • 邮编:100190
  • 邮箱:jos@iscas.ac.cn
  • 电话:010-62562563
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-9825
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2560/TP
  • 邮发代号:82-367
  • 获奖情况:
  • 2001年入选中国期刊方阵“双百期刊”,2000年荣获中国科学院优秀科技期刊一等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国数学评论(网络版),波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:54609