本发明专利技术公开了一种基于AUTOSAR规范的汽车开放系统架构的操作系统分析和验证装置，包括：代码的timed-CSP定义单元，其运用时间进程代数，形成汽车开放系统架构的操作系统代码的timed-CSP形式化定义，生成代码的timed-CSP模型；规范的时态逻辑定义单元，其运用AUTOSAR规范，对汽车开放系统架构的操作系统规范进行时态逻辑形式化定义，生成规范的时态逻辑形式化模型；及功能验证单元，其根据规范的时态逻辑形式化模型对代码的timed-CSP模型进行分析与验证。本发明专利技术还公开了一种汽车开放系统架构的操作系统的分析和验证方法。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于汽车电子的基础软件验证
，尤其涉及一种基于AUT0SAR规范的汽车开放系统架构的操作系统的分析和验证装置及其方法。
技术介绍
汽车电子是实时嵌入式系统应用的一个富有挑战性的领域，它是汽车车载电子控制系统和汽车车体电子控制系统的总称。现代汽车快速发展的显著标志是智能化、电子化和网络化，汽车的功能和性能也变得更为强大。汽车电子中的很多应用都具有实时性和高安全性等特点。为了确保其正确性、安全性、稳定性等，研究人员寻求更精确的方法来保证软件产品的质量。AUT0SAR是汽车开放系统架构，建立了汽车基础软件架构的开放式标准，已成为汽车电子基础软件的工业标准。目前也被广泛的用于汽车电子控制系统中，以承载日益复杂的汽车应用。而AUT0SAR的OS模块的正确性对于整个汽车控制系统的安全性、正确性至关重要。汽车开放系统架构的操作系统(AUT0SAR0S)在加载至芯片中投入使用之前，都需对其功能与性能等进行测试，以确保开发的产品适合需求，以及能够正常运行与使用。对于这类安全攸关的基础软件，仅仅依靠测试是不够的，需要将各种方法引入到对软件系统的验证中，以提尚软件广品的质量。现有技术中测试工具包括AutoRunner、TestCenter、TAR、LoadRunner、TestDirector等等。虽然这类测试工具的测试流程、方法等技术已经相当成熟，但其测试的内容和方法都是由人工设计，且测试方案只能检测某一方面的内容，即测试方案中没有涉及的内容在测试过程中不会被检测。所以，对于AUT0SAR0S这一类安全系数特别高的系统来说，单纯的软件测试无法满足其对高安全系数的要求。
技术实现思路
本专利技术克服了现有技术中无法检测遗漏路径等缺陷，提出了一种汽车开放系统架构的操作系统的分析和验证装置及其方法。本专利技术提出了一种基于AUT0SAR规范的汽车开放系统架构的操作系统分析和验证装置，包括:代码的timed-CSP定义单元，其运用时间进程代数，形成汽车开放系统架构的操作系统代码的timed-CSP形式化定义，生成操作系统代码的timed-CSP模型；规范的时态逻辑定义单元，其运用AUT0SAR规范，对汽车开放系统架构的操作系统规范进行时态逻辑形式化定义，生成规范的时态逻辑形式化模型；及功能验证单元，其输入与所述代码的timed-CSP定义单元及所述规范的时态逻辑定义单元的输出连接，根据所述规范的时态逻辑形式化模型对所述代码的timed-CSP模型进行分析与验证。本专利技术所述基于AUT0SAR规范的汽车开放系统架构的操作系统的分析和验证装置中，所述代码的timed-CSP定义单元包括:分析源代码模块，其对所述汽车开放系统架构的操作系统代码进行分析，获得操作系统的基本特性，抽取代码中的控制结构代码；提取关注模块，其输入端与所述分析源代码模块的输出端连接，用于针对所述控制结构代码，提取关注的模块，包括任务模块、资源模块、事件模块和调度表模块；抽取API模块，其输入端与所述提取关注模块的输出端连接，用于对所述关注的模块，抽取基于AUTOSAR的应用程序编程接口 ；模块代码建模模块，其输入端与所述抽取API模块的输出端连接，用于对所述关注的模块的代码，运用timed-CSP进行形式化建模，生成各模块的具有时间特性的timed-CSP模型；API代码建模模块，其输入端与所述模块代码建模模块的输出端连接，用于对所述应用程序编程接口建立所述操作系统代码的timed-CSP模型。本专利技术所述基于AUTOSAR规范的汽车开放系统架构的操作系统的分析和验证装置中，所述规范的时态逻辑定义单元包括:规范提取模块，其用于提取ATU0SAR规范中关于操作系统的关注的模块的规范说明；提取API规范模块，其输入端与所述规范提取模块的输出端连接，用于提取AUTOSAR规范中关于操作系统的规范说明；时态逻辑数学建模模块，其输入端与所述提取API规范模块的输出端连接，用于对所述相关规范说明进行时态逻辑数学建模描述，形成规范的时态逻辑形式化模型。本专利技术所述基于AUTOSAR规范的汽车开放系统架构的操作系统的分析和验证装置中，所述功能验证单元包括:模型仿真模块，其用于逐条对所述规范的时态逻辑形式化模型进行仿真，以判断所述汽车开放系统架构的操作系统代码的time-CSP模型是否符合所述规范的时态逻辑形式化模型；形式化验证方法引入模块，其用于针对所述代码的timed-CSP模型，逐条分析所述规范的时态逻辑形式化模型，分析并确定采用的形式化验证的方法及相应的形式化验证工具；模型验证模块，其输入端与所述形式化验证方法引入模块的输出端连接，用于逐条形式化验证所述代码的timed-CSP模型是否满足所述规范的时态逻辑形式化模型。本专利技术还提出了一种基于AUTOSAR规范的汽车开放系统架构的操作系统的分析和验证方法，包括以下步骤:步骤一:对基于AUTOSAR规范的汽车开放系统架构的操作系统的代码执行基于具有时间特性的timed-CSP形式化定义，生成代码的timed-CSP模型；步骤二:对所述汽车开放系统架构的操作系统的AUTOSAR规范执行时态逻辑形式化定义，生成规范的时态逻辑形式化模型；步骤三:根据所述规范的时态逻辑形式化模型对所述代码的timed-CSP模型进行分析与验证。本专利技术所述基于AUTOSAR规范的汽车开放系统架构的操作系统的分析和验证方法中，所述步骤一中对代码执行基于timed-CSP的形式化定义的过程包括以下步骤:步骤Al:对操作系统的代码进行分析，获得此操作系统的基本特性，抽取所述代码中的控制结构代码；步骤A2:针对所述控制结构代码，提取关注的模块，包括任务模块、资源模块、事件模块和调度表模块；步骤A3:针对所述代码抽取符合AUTOSAR规范的API ；步骤A4:对所述的关注的模块的代码，运用timed-CSP进行形式化建模，形成各模块的具有时间特性的timed-CSP模型；步骤A5:对从操作系统中抽取的符合AUTOSAR的应用程序编程接口建立操作系统代码的timed-CSP模型。 本专利技术所述基于AUTOSAR规范的汽车开放系统架构的操作系统的分析和验证方法中，所述步骤二中对规范执行形式化定义的过程包括以下步骤:步骤B1:提取ATU0SAR规范中关于操作系统的关注的模块的规范说明；步骤B2:提取AUTOSAR规范中关于操作系统的应用程序编程接口的规范说明；步骤B3:对所述规范说明进行时态逻辑数学建模描述，形成规范的时态逻辑形式化模型。本专利技术所述基于AUTOSAR规范的汽车开放系统架构的操作系统的分析和验证方法中，所述步骤三验证正确性与安全性要求包括以下步骤:步骤Cl:逐条对所述规范的时态逻辑形式化模型进行仿真，以判断汽车开放系统架构的操作系统代码是否符合AUTOSAR的规范的时态逻辑形式化模型；步骤C2:针对操作系统的timed-CSP模型，逐条分析所述规范的时态逻辑形式化模型，分析并确定采用的形式化验证的方法及相应的形式化验证工具；步骤C3:通过相应的形式化验证技术，逐条验证所述代码的timed-CSP模型是否满足所述规范的时态逻辑形式化模型。本专利技术的有益效果包括:本专利技术汽车开放系统架构的操作系统的分析和验证装置及其方法对于提高汽车电子操作系本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于AUTOSAR规范的汽车开放系统架构的操作系统分析和验证装置，其特征在于，包括：代码的timed‑CSP定义单元(1)，其运用时间进程代数，形成汽车开放系统架构的操作系统代码的timed‑CSP形式化定义，生成操作系统代码的timed‑CSP模型；规范的时态逻辑定义单元(2)，其运用AUTOSAR规范，对汽车开放系统架构的操作系统规范进行时态逻辑形式化定义，生成规范的时态逻辑形式化模型；及功能验证单元(3)，其输入与所述代码的timed‑CSP定义单元(1)及所述规范的时态逻辑定义单元(2)的输出连接，根据所述规范的时态逻辑形式化模型对所述代码的timed‑CSP模型进行分析与验证。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郭建，黄滟鸿，彭云辉，朱晓冉，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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