[发明专利]一种面向航天嵌入式系统的软件架构设计方法

说明书

本发明涉及一种面向航天嵌入式系统的软件架构设计方法，包括如下步骤：生成嵌入式软件组件库，所述嵌入式软件组件库包括经过形式化验证的可复用组件；从嵌入式软件组件库中选择所需的可复用组件，构建嵌入式软件代码框架；根据所述嵌入式软件代码框架，进行嵌入式软件代码编辑，生成可执行软件；根据专家知识库对生成的所述可执行软件进行缺陷检测，定位缺陷位置生成缺陷报告，并进行缺陷修复；在线监测可执行软件的运行过程，进行自主诊断、故障定位和故障修复。本发明可以丰富软件开发自动化技术、提高软件开发效率、缩短协议开发周期、实现故障在线诊断和修复，提高代码的安全性和健壮性。

技术领域

本发明属于软件工程技术领域，具体涉及一种面向航天嵌入式系统的软件架构设计方法，其应用于航天嵌入式软件开发过程中。

背景技术

随着航天应用的高速发展，其复杂任务需求要求航天嵌入式软件的算法和处理趋于高度集成化、智能化，软件规模及复杂度进一步提升，对软件架构的统一性和软件的可靠性提出了更高的要求。目前，航天嵌入式软件研发主要采用任务定制开发模式，由于使用不同的软件架构，使型号软件间的继承性较弱，影响软件的开发效率和软件产品的质量。

对于软件开发架构问题，即使继承了以往型号的软件架构，软件架构中共性资源模块接口实现不一致、时序不协调等可靠性及安全性设计问题，会影响软件的可靠性和软件产品的质量，并且该类问题仅仅依靠单纯的软件开发和软件测试工作是很难被发现的。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在公开了一种面向航天嵌入式系统的软件架构设计方法，解决航天嵌入式软件工程领域缺乏通用的嵌入式系统软件架构，以及提高软件架构可靠性的问题。

本发明公开了一种面向航天嵌入式系统的软件架构设计方法，包括如下步骤：

生成嵌入式软件组件库，所述嵌入式软件组件库包括经过形式化验证的可复用组件；

从所述嵌入式软件组件库中选择所需的可复用组件，构建嵌入式软件代码框架；

根据所述嵌入式软件代码框架，进行嵌入式软件代码编辑，生成可执行软件；

根据专家知识库对生成的所述可执行软件进行缺陷检测，定位缺陷位置生成缺陷报告，并进行缺陷修复；

在线监测可执行软件的运行过程，进行自主诊断、故障定位和故障修复。

进一步地，所述生成嵌入式软件组件库，包括：

1)提取航天型号软件需求中的软件关键信息，分类建立软件形式化验证准则；

2)生成软件的可复用组件，所述可复用组件从软件架构出发实现多层次复用；

3)依据建立的软件形式化验证准则对可复用组件进行形式化验证；

4)将通过验证的组件进行封装，得到所述嵌入式软件组件库。

进一步地，所述软件形式化验证准则包括接口验证准则、时序验证准则和交互关系验证准则。

进一步地，所述接口验证准则包括总线接口、数据传输接口在内的物理接口的验证准则；

所述时序验证准则包括状态有界响应、多状态并发、时间约束和先后顺序在内的验证准则；

所述交互关系验证准则包括应答通信、嵌套调用、多播通信、同步通信在内的验证准则。