[发明专利]一种分析组合线性混成自动机全局可达的方法和装置

权利要求书

1.一种分析组合线性混成自动机全局可达的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：获取组合线性混成自动机数据；所述组合线性混成自动机数据包含组合线性混成自动机、初始节点组以及目标节点组；所述组合线性混成自动机是由具有共享事件的多个线性混成自动机组合而成；所述线性混成自动机包含由若干节点和节点间迁移关系所组成的图结构；所述节点包括节点标识和节点状态信息；所述初始节点组中的节点为相应的各个线性混成自动机中的节点；所述目标节点组中的节点为相应的所述线性混成自动机中的节点；

S2：使用面向路径编码的有界可达性分析的方法验证所述目标节点在所述组合线性混成自动机的可达性，并在所述的验证过程中收集不可达路径片段组成不可达路径片段集合；所述不可达路径片段是指不满足给定行为或规约的路径片段；所述路径片段是路径上的一段片段；所述路径是所述初始节点经迁移后所形成的节点序列信息和节点迁移信息；

S3：在所述组合线性混成自动机图结构中用所述不可达路径片段集合中的所述不可达路径片段进行阻塞后分析所述目标节点是否可达；若所述目标节点不可达，则所述目标节点在所述组合线性混成自动机中全局不可达；

所述步骤S2包括以下步骤：

S21：在所述组合线性混成自动机的图结构中，在给定步长的限定下，枚举出各个线性混成自动机的初始节点迁移至对应目标节点的路径，并组成路径组集合，并初始化所述不可达路径片段集合为空；所述路径组集合是路径组的集合；所述路径组由各个线性混成自动机的路径组成；所述路径组的每条路径对应所述组合线性混成自动机中的一个线性混成自动机；

S22：将所述路径组集合中的未遍历的路径组的每条路径编码成相应的路径SAT约束，组成路径SAT约束组，并使得所述路径SAT约束规避所述不可达路径片段集合中的不可达路径片段；所述路径SAT约束组中的每个路径SAT约束对应有相应的路径，并对应所述组合线性混成自动机其中一个线性混成自动机；所述路径SAT约束组与路径组相对应；

S23：使用SAT约束求解器对所述路径SAT约束组进行整体求解，若所述SAT约束求解器可接，则表示所述目标节点全局可达，结束；否则将该路径SAT约束组所对应的路径组作为候选路径组执行步骤S24；

S24：将所述候选路径组中路径编码成相应的路径SMT约束组成路径SMT约束组；所述路径SMT约束组中的每个路径SMT约束对应有相应的路径，并对应所述组合线性混成自动机其中一个线性混成自动机；

S25：使用SMT约束求解器对所述路径SMT约束组进行整体求解，若所述所述SMT约束求解器可解，则表示目标节点全局可达，结束；否则根据所述路径SMT约束与所述候选路径的对应关系，将所述SMT约束求解器因不可解而返回的不可解约束映射至相应的候选路径的路径片段上作为不可达路径片段，并将该不可达路径片段加入至所述不可达路径片段集合中；

S26：再重复步骤S22至S25直到遍历完所述路径组集合中的所有路径组；

所述步骤S3包括以下步骤：

S31：将所述组合线性混成自动机转换成组合有穷自动机；

S32：将所述不可达路径片段集合中的不可达路径片段编码成相应的不可达LTL规约；所述不可达LTL规约与可达性LTL约束组成待验证LTL规约；

S33：通过LTL验证工具验证所述组合有穷自动机是否满足所述待验证LTL规约；若所述组合有穷自动机满足所述待验证LTL规约，则目标节点可达；

所述步骤S3中的阻塞是指所述待验证LTL规约中包含有不可达路径片段编码而成不可达LTL规约。

2.一种分析组合线性混成自动机全局可达的装置，其特征在于，包括以下模块：

M1，用于：获取组合线性混成自动机数据；所述组合线性混成自动机数据包含组合线性混成自动机、初始节点组以及目标节点组；所述组合线性混成自动机是由具有共享事件的多个线性混成自动机组合而成；所述线性混成自动机包含由若干节点和节点间迁移关系所组成的图结构；所述节点包括节点标识和节点状态信息；所述初始节点组中的节点为相应的各个线性混成自动机中的节点；所述目标节点组中的节点为相应的所述线性混成自动机中的节点；

M2，用于：使用面向路径编码的有界可达性分析的方法验证所述目标节点在所述组合线性混成自动机的可达性，并在所述的验证过程中收集不可达路径片段组成不可达路径片段集合；所述不可达路径片段是指不满足给定行为或规约的路径片段；所述路径片段是路径上的一段片段；所述路径是所述初始节点经迁移后所形成的节点序列信息和节点迁移信息；

M3，用于：在所述组合线性混成自动机图结构中用所述不可达路径片段集合中的所述不可达路径片段进行阻塞后分析所述目标节点是否可达；若所述目标节点不可达，则所述目标节点在所述组合线性混成自动机中全局不可达；

所述模块M2包括以下模块：

M21，用于：在所述组合线性混成自动机的图结构中，在给定步长的限定下，枚举出各个线性混成自动机的初始节点迁移至对应目标节点的路径，并组成路径组集合，并初始化所述不可达路径片段集合为空；所述路径组集合是路径组的集合；所述路径组由各个线性混成自动机的路径组成；所述路径组的每条路径对应所述组合线性混成自动机中的一个线性混成自动机；

M22，用于：将所述路径组集合中的未遍历的路径组的每条路径编码成相应的路径SAT约束，组成路径SAT约束组，并使得所述路径SAT约束规避所述不可达路径片段集合中的不可达路径片段；所述路径SAT约束组中的每个路径SAT约束对应有相应的路径，并对应所述组合线性混成自动机其中一个线性混成自动机；所述路径SAT约束组与路径组相对应；

M23，用于：使用SAT约束求解器对所述路径SAT约束组进行整体求解，若所述SAT约束求解器可接，则表示所述目标节点全局可达，结束；否则将该路径SAT约束组所对应的路径组作为候选路径组执行模块M24；

M24，用于：将所述候选路径组中路径编码成相应的路径SMT约束组成路径SMT约束组；所述路径SMT约束组中的每个路径SMT约束对应有相应的路径，并对应所述组合线性混成自动机其中一个线性混成自动机；

M25，用于：使用SMT约束求解器对所述路径SMT约束组进行整体求解，若所述所述SMT约束求解器可解，则表示目标节点全局可达，结束；否则根据所述路径SMT约束与所述候选路径的对应关系，将所述SMT约束求解器因不可解而返回的不可解约束映射至相应的候选路径的路径片段上作为不可达路径片段，并将该不可达路径片段加入至所述不可达路径片段集合中；

M26，用于：再重复调用模块M22至M25直到遍历完所述路径组集合中的所有路径组；

所述模块M3包括以下模块：

M31，用于：将所述组合线性混成自动机转换成组合有穷自动机；

M32，用于：将所述不可达路径片段集合中的不可达路径片段编码成相应的不可达LTL规约；所述不可达LTL规约与可达性LTL约束组成待验证LTL规约；

M33，用于：通过LTL验证工具验证所述组合有穷自动机是否满足所述待验证LTL规约；若所述组合有穷自动机满足所述待验证LTL规约，则目标节点可达；

所述模块M3中的阻塞是指所述待验证LTL规约中包含有不可达路径片段编码而成不可达LTL规约。