一种支持实时软件时间建模的形式化方法

随着实时系统非功能性质研究的深入,为了分析软件对系统执行时间的影响并对其进行定量分析,提出了一种支持实时软件时间建模的形式化方法。通过扩展时间通信顺序进程的时间语义,将实时系统指令执行的时间映射成为时间通信顺序进程的时间,利用时间通信顺序进程对实时软件时间建模并进行量化分析。提出的时间最优调度算法可以判断时间通信顺序进程的可达性并计算时间最优路径。通过实例验证表明,该方法可以从很大程度上提高实时系统执行时间计算的准确性,计算结果有助于实时系统执行时间的量化分析与优化设计。     

基于CSP的进程行为取证方法研究

针对取证过程中所获取的进程异常行为,提出进程行为事件重建犯罪过程的方法.该方法使用CSP(通信顺序进程)理论来形式化描述具有威胁乃至破坏性的进程操作及进程间的通信,根据系统保存的进程行为记录建立进程通信状态模型,使用基于路径搜索的进程行为解释算法分析模型内所有可能的进程通信序列,形成进程通信行为规则,在排除不符合规则的通信序列的基础上,找到能够形成合理证据链的通信序列.通过案例分析进行了证据的形式化及CSP建模,给出了进程行为的具体分析解释和原型系统,验证该方法的可行性和有效性.     

VxWorks系统上基于M总线控制系统的设计与实现

研究基于VxWorks嵌入式实时系统下M总线控制系统的软件设计思想和实现方法.该系统需要设置两个各自独立运行的实时任务,以达到对外部设备进行控制的功能.第1个任务负责收集命令和通过传感器采集到的数据,并设定命令优先级;第2个任务负责解释执行,并发送命令执行后的响应,两个任务之间通过命令缓存链表进行通信.此设计思想简单、高效,可以被广泛应用在与M总线相关的其他控制系统中.     

CSP方式的安全协议建模研究

本文使用通信顺序进程(Communicating Sequential Process)建模和分析认证协议,CSP有着良好的语义来描述认证协议,并且比较适合分析协议的特性.本文阐述了如何使用CSP对协议建模并在CSP基础上描述了安全协议的安全性所要满足的条件.     

虚拟DCS技术与大型发电厂实时系统互联应用

结合虚拟DCS系统仿真控制技术,探讨了电厂集散控制系统DCS、信息系统SIS和仿真系统SIM这三大实时系统互联应用的可行性.实现三大实时系统互联的关键是使真实DCS和虚拟DCS的I/O接口数据和组态数据一一对应.虚拟DCS通过智能编译和真实DCS系统达到同步更新,SIS系统和SIM系统利用数据库比较技术和实时通信技术进行数据连接.充分利用虚拟DCS技术的高度逼真性和开放性,实现了三大实时系统的实时互联,可以完成数据分析、模型校验和参数优化等高级仿真功能,扩大了虚拟DCS控制系统的应用范围,提升了应用层次和仿真品质.     

基于PXI总线和反射内存网的接口测试系统设计

针对飞行控制仿真系统测试过程中大量信号切换、采集、通断导致测试数据传输延迟的现象,提出了基于PXI总线和反射内存网的接口测试系统设计方法;阐述了基于PXI总线架构的硬件设计、基于LabView实时操作系统的软件设计和使用GE-5565反射内存卡建立的实时系统.运用该接口测试系统解决在实时状态下的信号管理问题,实验证明,该系统满足飞行仿真的使用要求.     

基于单程序多数据流并行软件的性能预测法

为了提高预测并行软件性能的准确性和并行软件的开发效率,提出了一种基于单程序多数据流(SPMD)并行应用软件模块化技术的性能分析预测和并行软件辅助开发方法.通过量化计算开销、通信开销、通信与计算的耦合系数,阐述了在并行计算机系统中利用该方法开发并行计算软件和预测并行计算软件性能的过程.并就影响并行软件性能预测和开发效率的模块设计、模块性能数据建模、模块组合和计算与通信重叠等技术进行了研究.实验表明,该方法提高了预测并行计算软件性能的准确性,也提高了并行计算软件的性能和开发效率.     

基于图形处理器的雾化渲染方法

提出了一种高效且逼真的雾效渲染方法。首先提出一个新的球形雾化渲染模型,采用基于密度积分的光线跟踪算法进行实时渲染,其次,运用柏林噪声实现雾的动态效果,根据基于物理的天空模型影响雾的颜色。最后使用高动态范围算法优化生成的图像。该计算使用图形处理器编程实现,运用渲染到纹理技术进行大气数据的预计算,减少程序运行时的运算量,满足实时系统对渲染帧率的要求。该方法适用于飞行模拟器等仿真漫游系统场景的渲染,并已成功运用到某飞行模拟器中。     

一种改进的基于RTCOM的实时系统设计方法

对传统的TCSP进行了改进和扩充,并在改进的TCSP描述语言和业已实现的实时构件模型RTCOM的基础上,提出了一种基于构件且适合实时系统设计的五步构造方法:系统角色及业务功能描述、时间约束规范设计与业务功能的TCSP描述、功能性事件提取与转换、构件获取与生成、代码生成.给出了一个实时系统分析与设计的例子.结果表明了该设计方法正确性和实用性.     

支持指令预取和缓存划分的多核实时系统缓存WCRT最小化

对嵌入式多核实时系统,为了保证任务的可调度性和可靠性,最坏情况下的性能是一个优先考虑的问题.顺序指令预取可以提高实时任务的最坏情况下的性能,但对于实时系统中不同的子任务,在不同预取度下,指令预取获得的最坏情况下性能效率也不同,因此会影响整个实时系统的最坏情况下响应时间WCRT(Worst-Case Response Time).本文利用缓存划分技术消除多核实时系统中多个子任务在共享缓存上的干扰,然后提出了多核实时系统的WCRT优化方法.该方法建立ILP(Integer-Linear Programming)方程,通过调整共享缓存划分因子和系统中子任务的指令预取度来最小化系统的WCRT.实验对多核上的DEBIE系统进行实例分析,结果表明优化算法在保证DEBIE系统满足时间截止期的情况下,使得优化后的WCRT比不同预取度下的WCRT平均减少12.2%.