中文摘要：

继网络化发展，智能化已成为当代嵌入式计算技术的又一重要趋势。自主运行于动态环境中的应用系统，其应用行为过程、系统运行模式及平台资源构型均呈现出形态多样化、环境自适应的特征，这对传统嵌入式系统设计模型与方法提出了新的挑战。为此，本课题将重点围绕多形态嵌入式系统的智能化实时服务设计方法展开研究，着力解决嵌入式智能化服务软件结构、多形态实时服务统一模型、泛环境感知的可演化智能实时服务机制以及运行时模态自主决策等关键问题，并力求在多形态智能计算模型、可演化智能实时服务机制等方面取得创新成果。进而，设计、形成智能化实时服务软件原型及其部署规范，为多形态嵌入式应用的智能化软件设计提供方法及能力支撑。在上述研究基础上，研究者将首先把所研究方法与机制部署在新型无人装置的多形态嵌入式系统中，通过理论分析、综合仿真等方法对智能化实时服务能力进行验证。

结论摘要：

新型无人系统的发展日益呈现环境自适应的智能化特征。现在，除研究应用层的智能化能力之外，通过动态构造嵌入式软件的计算形态来实时优化系统行为对环境的适应程度，已成为本领域新的研究热点，也对嵌入式计算系统模型及其设计方法提出了新挑战。 研究过程中，项目组面向具有环境自适应能力的新型嵌入式计算系统需求，紧扣其核心的多态实时嵌入式服务模型与智能化实现机制，重点研究了可配置的多态嵌入式软件体系结构、多态实时服务软件模型以及关键智能化实时服务实现机制等，解决了所提出的关键问题。具体地，从不同运行阶段可能出现的任务集构型角度定义了软件形态，从软件中的运行时任务集、调度质量参数等角度定义了运行模态，从系统运行行为与环境状态的瞬时匹配程度定义了环境适应度。进而，设计了具有模态、任务集、任务通信关系可配置的嵌入式多态软件体系；在设计实时服务模型的基础上，构建了基于“环境感知？适应度判断？智能决策？自主切换”的反馈式多态服务软件逻辑，其主要包括了环境感知、适应度判断、模态管理、任务调度以及数据通信等五个服务。其中，基于所提出的泛环境适应度模型可以快速判断当前运行模态下，系统行为与环境的适应程度；以多维事件优先级决策表为核心的模态管理服务根据当前适应度及外界事件集进行目标模态决策，并对任务集进行动态切换管理；基于模糊控制模型的任务调度服务可在具体运行模态中，对任务的调度质量参数进行自主推理和实时调整，以进一步优化系统行为的环境适应度。 最后，项目组面向无人航行器、无人驾驶汽车等智能化嵌入式系统的多形态自主运行特征，设计、开发了基于多态实时服务的嵌入式软件原型。进而，完善无人系统验证平台，实现多态嵌入式软件与硬件平台的集成，并进行了基于应用场景的综合仿真验证。实验结果表明，所研究、提出的方法和机制可以在嵌入式软件层面实现良好的环境自适应形态管理，同时不但可支持新型智能化多态嵌入式软件的设计，还可支持对现有嵌入式软件的多形态、智能化扩展，对新型信息物理融合的智能化嵌入式系统研究和设计具有科学价值和意义。