[发明专利]AADL模型的一种调度分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及调度分析技术领域，具体来讲，涉及一种在由AADL模型所描 述的嵌入式系统中，分析线程集合是否能在规定时限内正常执行完毕的方法。

背景技术

AADL是一种用来设计和分析性能关键实时系统的字符化和图形化的模型 语言。它能够用来描述组件之间的功能接口，也能描述组件的时间需求。它也 能够描述组件之间的交互关系，如数据输入输出、软件组件和硬件组件之间的 绑定关系等。因此设计者可能从各个方面对模型进行分析和评估。下面简要介 绍AADL模型元素：

组件是AADL的主要建模单位，组件包括有线程组件、处理器组件等。每 个线程组件可以处于停止、睡眠或活跃状态。一个活跃的线程可以等待分派、 执行或由于临界资源访问而阻塞。线程的属性可以有最坏执行时间、截止时间、 分派协议、最小到达间隔时间等参数。根据线程的分派协议和对外部事件的响 应，其类型可以分为周期线程、非周期线程、零星线程和后台线程。线程组件 的调度协议定义在处理器组件的参数上。

调度分析领域自二十世纪六七十年代提出以来已经是一个研究相对成熟的 领域，已发表了大量的论文。但是对于有不确定到达时间的非周期线程的系统， 仍然缺乏精确分析的方法。传统上处理不确定到达时间的非周期线程的系统采 用近似的悲观方法，即考虑最坏情况下非周期线程到达的最大频率，因此该种 方法为其预留的处理器资源过多，无法精确计算是否可以调度。

目前已有一些支持AADL模型元素调度分析的工具，主要是Furness工具集 和Cheddar工具。但是Furness工具集不能分析由外部环境驱动的嵌入式系统的 调度性分析，而Cheddar工具本不是针对AADL模型元素开发，需要进行语义 转换，且使用悲观的最坏情况分析，其调度分析结果不精确。上述工具和方法 由于语义不同或分析范围的局限性，均不能有效的精确分析AADL的调度性， 从而不能反馈给AADL建模人员准确的信息。

目前AADL模型方法正在尝试使用在国内某航天飞行器的设计过程中，因 此设计一种能够有效的精确分析AADL的调度性方式是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有调度分析方法的不足，提供AADL模型的一种 能准确分析非周期性线程的调度分析方法。

为实现上述目的，本发明的AADL模型的一种调度分析方法，包括以下步 骤：

(1)、对每个线程实例设计一个语义图

1.1)、在语义图中，每个线程实例可以处于如下位置：等待分派、就绪、执 行和错误；对每个线程实例T_ij使用两个计时器e_ij和t_ij来分别计时其执行时间和 截止时间，其中下标i表示第i个线程，下标j表示第j个实例，在任何位置上 计时器t_ij单位时间增长率都一直为1，计时器e_ij只在running位置上单位时间增 长率为1，其余位置上为0；

等待分派位置为每个线程实例T_ij的初始位置；

对每个计时器e_ij和t_ij都分别存在一个最大正整数值W_i和D_i，一旦某个线程 实例T_ij的计时器e_ij计时超过W_i或计时器t_ij计时超过D_i，则该两个计时器e_ij和 t_ij的值都同时置为0；

1.2)、函数v表示计时器的值，在每个线程实例T_ij的就绪，执行位置上都 存在如下的限制：v(t_ij)≤D_i，执行位置上还存在限制：v(e_ij)≤W_i；

1.3)、每个线程实例T_ij的位置之间的迁移条件的限制是如下的形式：