基于模型工程的安全計算機平臺設計與驗證.pdf

1、隨著安全苛求系統(tǒng)在鐵路、航空航天、工業(yè)控制等領域應用得越來越廣泛，安全計算機技術的發(fā)展越來越受到人們的重視，已經(jīng)形成了一個專門的學術分支。為了擴大適用范圍、減少開發(fā)成本和維護成本，安全計算機的開發(fā)正朝著通用化、可升級、可擴展等方向發(fā)展。 本文以基于通信的列車運行控制系統(tǒng)（CBTC）中區(qū)域控制器（ZC）和數(shù)據(jù)存儲單元（DSU）為應用背景，通過對采用硬件、軟件冗余結合方式的可擴展安全計算機平臺的設計，研究了基于模型工程的系統(tǒng)開發(fā)方法

2、在安全計算機平臺設計中的應用。 論文引入了基于形式化方法的模型工程概念，在系統(tǒng)開發(fā)早期和整個開發(fā)生命周期內對系統(tǒng)進行建模和驗證，以盡早發(fā)現(xiàn)設計中存在的問題。架構分析和設計語言（AADL）是一種支持模型工程的形式化建模語言。本文從基于AADL的系統(tǒng)開發(fā)生命周期模型出發(fā)，完成了對CBTC系統(tǒng)中的安全計算機平臺的系統(tǒng)需求分析、系統(tǒng)高層AADL建模、平臺軟件AADL建模和驗證。 根據(jù)對CBTC系統(tǒng)安全計算機平臺的需求分析，設計了

3、安全計算機平臺的高層AADL模型，并描述了該三模冗余安全計算機平臺實際結構。該結構由應用軟件、平臺軟件、處理器和專門的冗余管理硬件單元（RM）組成的。論文詳細描述了安全計算機平臺的工作原理和RM硬件單元的邏輯功能。 論文詳細介紹了平臺軟件流程，并根據(jù)該流程設計了基于AADL的平臺軟件詳細AADL模型，包括系統(tǒng)表決、系統(tǒng)模式轉化和系統(tǒng)重構等模塊。根據(jù)列車運行控制系統(tǒng)的安全計算機平臺的需求，利用工具軟件OSATE驗證了基于AADL的