一、形式化描述语言(SDL)在嵌入式操作系统Vxworks上的软件开发（论文文献综述）
谭莉娟,郑巍,刘友林,樊鑫,杨丰玉[1]（2021）在《面向适航标准的机载软件测试验证方法综述》文中研究指明机载软件测试是指机载系统中嵌入式软件执行的测试验证过程,目的是为了挖掘出软件缺陷从而提高机载系统的可靠性。随着机载嵌入式系统功能的多样化需求,软件的规模和复杂程度不断增加,同时因为其实时性、嵌入性、高可靠性等特殊性,因此对机载软件进行充分测试成为当前的一个挑战。为了满足要求,机载系统的测试需要遵循最新的适航标准DO-178C,针对机载软件生命周期过程提出了一系列目标要求和设计考虑。为此,简介了机载软件适航认证标准的发展及其测试环境;根据DO-178C对机载软件测试的各个过程从基于需求、基于模型、基于安全性分析以及软件验证的测试研究机载软件的测试验证方法,并进行小结;对相关领域的发展进行总结和展望。
陈慧卿[2]（2021）在《基于ZYNQ平台的SAT问题求解框架与系统研究》文中认为布尔可满足性（Boolean Satisfiability,SAT）问题是数理逻辑与计算机理论领域当中的基础核心问题之一,也是首个被证明的NPC问题。理论上来讲,许多问题都可以在多项式时间内转化为SAT问题进行求解,因此,通过对SAT问题的求解可以解决众多实际问题。目前,SAT问题已经被广泛应用在电子设计自动化（EDA）、人工智能、数学以及生物信息等领域,因此针对SAT问题的求解方法与框架一直是相关领域的研究热点。首先,本论文对SAT问题的软件与硬件求解方式进行了研究,针对目前软硬件协同处理求解框架中软硬件部分相互独立导致的一系列问题,创新性地引入将ARM处理器与现场可编程逻辑门阵列（FPGA）集成在同一芯片内的ZYNQ全可编程平台,在此基础上提出了基于ZYNQ平台的SAT求解框架。该求解框架结合实例型求解方式特点以及软硬件协同设计方法,将SAT问题映射为ZYNQ平台的可编程逻辑（Programmable Logic,PL）部分的组合逻辑电路,通过运行在处理器系统（Processing System,PS）的应用程序来产生SAT问题中变量所对应的全部状态值,最后通过软硬件协同处理完成对SAT问题的求解。其次,本文针对所提出的基于ZYNQ平台的SAT求解框架设计得到一个简单的SAT求解系统实例。整个SAT求解系统的设计分为硬件和软件两个部分,硬件部分首先完成SAT问题的封装,将SAT问题转化为Verilog描述的组合逻辑电路并封装为IP核,其次设计软硬件之间的数据交互方式,最后进行软硬件部分IP模块的集成。软件部分主要完成状态遍历程序以及底层SAT问题所对应IP核的驱动程序的设计。最后,搭建系统运行环境并对基于ZYNQ平台的SAT求解系统实例进行测试与验证。实验选取不同种类的SAT实例并进行多次测试,实验结果表明本文所提出的基于ZYNQ平台的SAT求解框架针对SAT问题的求解具有较高的可行性以及正确性。
崔凯[3]（2020）在《嵌入式软件形式化建模与测试方法研究》文中研究说明航天软件评测中心统计数据表明航天领域大型实时嵌入式软件故障80%是由中断嵌套引起的,而中断嵌套产生的原子性违背（Atomic Violation）问题至今没得到有效解决;基于多核CPU的嵌入式软件由于多线程交织导致数据竞争（Data Race）问题以及运行结果随机而难以保证其可信性,不得不采用多个单核CPU通过网络通信避免数据竞争问题,这势必影响多核CPU在航天领域的应用;针对这类实时嵌入式软件测试,存在测试用例数量庞大问题,难以评估其可信性。本文从以下几方面开展研究,解决上面提出的几个亟待解决的问题:针对中断嵌套引起的原子性违背问题,本文提出瘦中断处理（Re-Engineering Interrupt Processing）的状态变迁矩阵（State Transition Matrix,STM）模型用于解决中断嵌套引发的原子性违背问题,即把中断处理程序中访问共享变量的程序块移植到主程序STM中,而中断处理程序仅负责将外部中断请求数据存到缓冲区当中,由主程序STM完成中断处理及中断嵌套功能,从而有效解决了原子性违背问题。针对多线程交织引发原子性侵犯和数据竞争问题,提出基于STM的多线程访问控制与访问分离方法:首先建立多线程的STM模型,为了验证多线程模型,通常采用集成的方法进行验证,但容易造成状态空间爆炸,因此,提出控制-访问分离方法,即将各个STM中访问共享变量的控制逻辑集成到一个独立的STM中,最终实现共享变量的控制与访问分离,只需要对控制STM进行验证,这样可以解决多线程验证的状态空间爆炸问题。针对嵌入式软件实时性集成测试用例生成问题,提出层次模型的时间约束和循环约束的集成测试方法。本方法通过对待测系统进行层次化模型的设计,并建立针对规模大结构复杂的软件系统实时性的测试方法,通过增加测试用例的结构复杂度,最终生成比待测模型更为复杂的正则测试用例串,从而找出隐藏较深的软件功能问题。针对复杂软件集成测试的模型划分和用例化简问题,提出模型结构分解方法与测试优化方法。通过对待测软件整体功能的有限状态自动机（FSM）对应的有向图进行结构分解,对分解后的子模型先进行功能测试,根据模型有向图的连通特征以及语义网络的语义特征进行状态聚类,并生成相应的测试用例,然后对系统进行组合测试,进而发现更深层次的错误。最后,利用上述研究方法在航天控制系统中得到实际应用,有效解决数据竞争和原子性违背等问题。在智能电视,电机控制等实际应用中对实时的结构复杂的大型软件进行集成测试,找出隐藏较深的缺陷。经过验证后,发现多状态机模型的验证问题以及对于同类型系统普适性测试问题,将在以后解决。
胡陈[4]（2020）在《基于改进NHPP的物联网智能感知节点软件可靠性评估方法研究》文中进行了进一步梳理物联网应用的方面越来越多,所能实现的功能越来越庞大。如今,物联网的应用随处可见,遍及日常的方方面面。物联网将互联网的意义进行了拓展,已经超出了人与人之间通信的范畴。物联网把各种各样的传感器嵌入不同实体中,达到物体连接物体的目的,实时将消息传递出去,由接收方处理。物联网所实现的功能越多,其规模变得庞大,复杂性就会增高。物联网如果发生软件失效,轻则造成财产损失,重则可能对人们的生命构成威胁。物联网感知层包含了无数的智能感知节点,它们是整个物联网的基础。因此,研究感知节点的软件层的可靠性非常有必要。本文通过对物联网体系结构和软件可靠性增长模型的知识体系的深入研究,提出了一个适用于嵌入式软件的NHPP可靠性增长模型。首先,本文通过对课题的研究背景及意义的深入研究,分析了物联网智能感知节点的随机广义多层次软件可靠性增长模型研究的必要性及研究方法。其次,本文对物联网智能感知节点软件可靠性增长模型建模的基础理论进行了介绍,分析了物联网架构的特点,引入了SRGM的基本理论。接下来,本文在介绍非齐次泊松过程SRGM基本理论的基础上,描述了NHPP模型的基本框架及假设,介绍了经典G-O模型和Hoang Pham等人的模型,并得出了本文所建立的模型:考虑环境因素影响的Weibull故障检测及可靠性增长模型（Weibull FDR SRGM with the Uncertainty of Operating Environments）,简称W-E-SRGM。以此为基础,本文改进了W-E-SRGM与失效模式和影响分析法FMEA,提出了FMEA-WE嵌入式软件可靠性分析方法。最后,本文对模型进行了参数估计及模型比较,利用LSE对本文提出的SRG（Software Reliability Growth）模型进行了参数估计。采用MSE（Mean Squared Error）、SAE（Sum Absolute Error）、PRR（Predictive Ratio Risk）和PP（Predictive Power）等优度拟合准则,将W-E-SRGM与多个模型进行比较,实验证明,W-E-SRGM的效果更符合本文希望得出的嵌入式软件可靠性增长模型。
张硕[5]（2020）在《基于FPGA的多路CNN并行计算体系结构研究》文中研究说明卷积神经网络（Convolutional Neural Network,CNN）是人工神经网络的一个重要分支,是近几年随着深度学习概念的提出,才开始广受关注的一种机器学习方法,是一种以卷积运算为核心的神经网络。不同于传统的基于预定义规则的特征提取方法,CNN可以直接从大规模输入图像中“学习”不同特定目标的特征,而不需人工干预,现已广泛应用于目标检测、模式识别、机器视觉、以及大数据视频处理等领域。随着物联网和嵌入式技术的日渐成熟,让终端具有智能的数据判断能力,和智能化的数据采集和实时决策能力,已成为一种趋势,即,智能边缘计算。智能边缘计算中的核心问题就是将智能处理功能迁移到终端。而基于神经网络的机器学习技术,正是使嵌入式设备具有数据识别和智能处理能力的方法。然而,神经网络更高的计算复杂度和计算参数规模将给嵌入式设备带来新的挑战。而现场可编程逻辑门阵列（Field Programmable Gate Array,FPGA）,具有高密度并行计算能力和低功耗的特点,正好适合于嵌入式设备对于新型智能化的应用需求,以及在功耗、体积和成本方面的需求,也正是当下深度神经网络计算和优化的主要实验平台。然而,现有的优化研究主要是针对单路CNN模型的优化。而未来,在FPGA集成度不断增大,CNN网络模型不断优化的前提下,在一个FPGA系统中实现多路CNN模型的并行运算,可能会是一种趋势。面向未来嵌入式领域多路CNN模型的并行计算需求,本文深入研究FPGA内部资源的并行计算能力,从最基础的二进制乘法理论为研究的着手点,以多项式代数乘法为分析方法,对FPGA最低层的DSP（Digital Signal Processor）乘法器资源、逻辑资源和存储资源进行并行优化研究。然后结合CNN的计算和数据存储特征展开基于FPGA的多路CNN的并行计算方法研究。最终提出一种高性能、低功耗的多路CNN并行系统设计和实现方法。具体内容如下:（1）针对单个DSP乘法器在低精度乘法计算中的低吞吐量问题,提出了一种基于单个DSP的多路乘法并行计算方法,有效的提高了单DSP乘法器整数或半精度浮点数的乘法计算的吞吐量。该方法以二进制乘法、多项式代数乘法理论为依据,主要是利用DSP乘法器的输入位宽不均匀特性,采用在高位输入中预留空精度位的方法,实现单时钟周期多路乘法的并行计算,包括低精度整数和半精度浮点数的并行计算。针对并行乘法计算过程中部分积求和产生的溢出位问题,提出了一种基于集合理论的求解方法。而后,基于此求解方法,提出了一种面向单个DSP乘法器的多路乘法并行参数搜索算法和并行参数优化模型,实现了对不同乘法有效位的最优并行参数搜索,并验证了该算法和优化模型的有效性。（2）针对现有CNN模型参数量化方法计算误差高,识别精度明显降低的问题,提出了一种双路CNN网络并行计算结构,该结构通过设计一种高效的浮点参数量化方法,支持在单个算法IP中的双路CNN模型的并行计算,通过双路模型的对比识别,可以明显提高FPGA中CNN模型的识别准确率。该量化方法还能够提高系统的计算性能,同时降低系统的资源使用。不同于其它优化方法,本文针对多路CNN的并行计算,以16位半精度浮点数为原型,采用8位精度量化的尾数有效位,支持在单个DSP乘法器上的双路CNN网络参数的并行计算。此外,又提出了一种基于指数分段的半精度浮点数规格化方法,实现同定点数之间的快速格式转换,使模型支持以标准半精度浮点数进行参数训练和输入,不需要额外的数据格式转换操作。采用以上量化方法的CNN模型几乎具有同原浮点模型相同的识别准确度。再有,因为在一个算法IP中同时支持双路不同CNN模型的对比识别,该方法还能够实现比单路原浮点CNN模型更高的识别准确度。（3）针对多路CNN系统DDR参数访问带宽的限制问题,提出了一种多路CNN算法IP的数据共享策略,该策略通过设计一种基于通道广播的参数共享方法,有效的提高了多路CNN算法IP的数据传输效率。该数据共享策略面向DDR存储系统和多路相同CNN算法IP之间的数据搬运,其中,CNN算法IP的网络参数一样。在这种情况下,本文创新性的提出一种基于通道广播的数据共享策略,通过设计并实现一种可配置多路复用DMA IP,利用FPGA中的逻辑资源,将单路DMA数据广播到多路CNN算法IP中,缓解DDR数据访问带宽的瓶颈问题,有效的提高了多路CNN并行系统的数据传输效率。（4）基于以上三个研究内容,提出了一种多路CNN算法IP的并行系统设计框架。主要解决了双并行CNN模型的训练,参数精度量化和并行计算,IP封装和系统集成,以及软件驱动和应用接口等,FPGA软硬系统设计和集成方法的问题。实验表明,本文提出的多路CNN算法IP的并行计算方法,比传统的独享DMA方式,具有更低的系统资源使用率和功耗,同时基于通道广播的参数共享方法可以明显提高多路CNN系统的数据传输效率和系统识别性能。以上研究工作包括多路CNN的并行计算,参数量化和数据共享策略,涵盖了FPGA底层计算资源到多路CNN算法IP整个系统的优化设计和集成方法,希望能够为未来基于FPGA的多路CNN并行优化方法的研究提供支撑和参考。
陈霆[6]（2020）在《基于概率模型检测的高可信系统性能分析与研究》文中研究表明随着科学技术的不断发展,人们的生活已经慢慢步入智能信息控制化时代,背后所依赖的是各种大型高可信系统。这类系统不断地向纵深发展,系统的控制逻辑与功能实现日趋复杂,为了进一步提高系统的性能并降低维护成本,人们对系统的可靠性和安全性提出了更高的要求。因此,优化系统的体系架构与开发新的可信计算体系软件便迫在眉睫,在对系统的安全性及可靠性的性能评估便显得十分必要。而概率模型检测技术作为传统模型检测的基础上演化的一个分支,不仅能够完成自动化的验证,而且还能产生定量的结果,对系统的验证提供更为详尽的依据,对提升系统性能提供一个更加明确的方向。本文主要对高可信系统的两个实际应用场景进行研究,结合概率模型检测技术对系统进行建模验证分析。本文主要所做贡献包含如下几个方面:（1）对于传统嵌入式控制系统的构建故障模型的形式化程度不高的特点,本文结合概率模型检测技术对该系统发生故障的场景进行抽象化建模,将整个过程扩展成符合嵌入式控制系统实际场景的连续时间马尔科夫链的概率模型（Embedded Systems Continuous-Time Markov Chain,EMCTMC）,对运行过程的三个阶段提出基于概率模型检测算法DCES子算法、PDES子算法以及SIES子算法描述系统运行逻辑。利用PRISM语言将系统模型和属性进行形式化描述,通过构建验证后,对系统的故障边界条件属性,不同类型的故障情况,同时还对系统的重启以及能耗进行了进一步的研究,对提升系统的稳定性以及可靠性提供了有效思路。（2）高可用性集群关键在于能提供不间断的服务,本文结合概率模型检测技术对集群的容错备援运行过程进行了建模分析。通过抽象该过程,扩展了符合集群容错备援恢复过程的连续时间马尔科夫链（Expanded Continuous-Time Markov Chain,ECTMC）,提出了基于概率模型检测算法FCR子算法和REP子算法。在原模型的基础上增加了一种Producer+Queue+Comsumer队列模型策略,解决了集群系统故障与维修单元效率不匹配的问题,并对维修单元修理组件的优先级进行了定义,提升了系统的可靠性。利用概率模型检测工具PRISM对模型进行描述,使用连续随机逻辑（CSL）描述了系统服务质量（Qos）的稳定性、系统边界、故障恢复和可靠性。通过验证发现,通过增加队列模型和增加组件的优先级之后,系统的可靠性及靠灾难能力有大幅度提升,对系统改进提供了有效的解决方案。本文的研究成果在对高可信系统的可靠性验证,优化系统体系结构提供了较好的的理论指导和解决思路,扩充了概率模型检测的应用理论,为高可信系统结合概率模型检测技术的实践应用打下较好的基础。
叶矗[7]（2020）在《通信软硬件协同系统研发》文中研究表明在瞬息万变的科技时代,通信技术带来了日益多样化的沟通方式,正影响着人们日常生活和工作的通信质量和需求。支持更多用户及更广泛的多媒体业务已然成为通信技术面临的重大挑战,如何高效设计和应用软硬平台来实现先进的通信技术以达到用户的需求是工程研发首要解决的问题。首先,论文分析了将形式化语言描述方法与软硬协同设计联合进行工程研发的研究现状和发展趋势,并结合软硬平台实现通信过程的基本思路,重点研究了软硬协同系统的有限状态机建模方法和规范说明与描述语言（Specification and Description Language,SDL）的通信机制,提出了基于“事件触发”和“有限状态机”的软硬协同设计方法。其次,为了实现高实时性、低复杂度和低功耗等综合指标,通过研究软件和硬件相互转化的特点,论文构建了软硬共用的有限状态机模型,同时分析了SDL系统的通信机制,并结合通信系统中模块与模块的互联关系和处理顺序,完成了软核SDL模块通信架构和硬核SDL模块通信架构的一体化设计和实现。软硬模块沟通对系统至关重要,通过研究软硬协同的系统架构,论文设计了一种基于共享存储方式的软硬互通架构来准确实现软硬模块的信号交互。为了衡量模块间通信的成本,论文提出了软硬件通信代价的概念,表明不同的软硬交互方式对通信传输时延的影响。最后,论文完成了对通信软硬协同架构在硬件平台上的测试,主要包括软核SDL模块架构,硬核SDL模块通信和软硬互通架构。测试结果验证了通信软硬协同架构的正确性,表明软件或硬件模块间可以通过相同的SDL机制进行相互调度通信,软硬模块可以通过中断的方式进行信号共享交互。同时,论文对不同软硬交互方式下的通信代价进行测试,得出了软硬协同架构通信代价的一般计算公式,对软硬协同系统优化奠定了基础。在实际工程研发过程中,每个模块可以任意在软件或硬件中实现,通过分析模块的复杂度和时长,统一规划软硬模块的分布和交互方式以达到最佳性能。
蒋倩[8]（2012）在《基于SDL的CTCS-3车地通信协议的描述与实现》文中研究说明我国CTCS-3级列车运行控制系统是基于无线通信GSM-R的列车运行控制系统。GSM-R系统为列车运行提供安全、可靠的数据传输通道,实现了车地间双向通信。为确保CTCS-3级列车运行控制系统数据传输的安全性和可靠性,用于抵御各种安全隐患的车地通信协议的正确性及合理性显得尤为重要。论文首先阐述了CTCS-3级车地通信协议的系统结构,根据数据传输安全相关需求,详细分析了CTCS-3级车地通信协议的安全通信标准。然后,论文选用形式化描述语言SDL和其支撑工具Telelogic TAU,对CTCS-3级车地通信协议状态机进行形式化描述,建立SDL系统模型,并对其进行协同仿真和遍历验证,生成消息序列流图MSC和错误报告,并通过验证说明了该SDL系统模型的准确性。最后,论文在所建SDL系统模型的基础上将其自动转换为C代码,并最终应用与CTCS-3级车地通信协议软件中,该软件已经服务于CTCS-3级列控系统测试评估认证平台。论文将标准描述语言SDL引入CTCS-3级列控系统,以形式化描述技术为主线对CTCS-3级车地通信协议进行描述与实现,不仅能够从协议描述上消除语言的二义性,而且能够减少实现通信软件的错误,缩短开发周期,降低开发难度。基于SDL协议设计方法实现的CTCS-3级车地通信协议软件在防护数据传输的安全性和可靠性上也有很好的保障,将其成功应用于CTCS-3级列控系统测试评估认证平台能够进一步证明该方法的实用性,对CTCS-3级列控系统的验证和评估测试具有重要的现实意义。
陈辉[9]（2011）在《控制网络节点通信协议栈可重构自组织研究》文中研究指明网络控制系统是信息时代控制系统的主要方式,控制节点之间通过通信协议栈组成控制网络,控制网络中协议的异构性、环境的动态性和任务的多样性,是影响网络控制系统性能的重要因素。在此背景下,本文提出了一套完整的面向控制网络的节点可重构自组织通信协议栈的设计、实现和优化方案,利用可重构自组织技术对通信协议栈的部分或整体进行更新和替换,使其能适应不同的应用对象和环境。总结了可重构自组织协议栈技术的概念、原理和开发流程。分析了有限状态机和Petri网两种形式化方法在协议设计和评价方面的优势。作为可重构自组织协议栈开发的关键技术,分析了虚拟在解决平台无关的应用层接口设计上的优越性,并指出了代码自动管理和网络服务质量（QoS）自适应调度算法的局限性。针对控制网络的需求和约束,提出了一种面向控制网络的可重构自组织协议栈体系结构,对其中通信协议栈、重构接口和重构管理器三大组件及其接口进行定义。给出了一种模型驱动的闭环重构管理框架,描述了参数重构和代码重构的控制流程,为开展基于形式化技术的可重构自组织协议栈开发工作奠定基础。以规范与描述语言（SDL）为基础,给出一种协议栈代码动态重构的实现框架。建立了与可重构自组织协议栈体系结构对应的SDL模型集。在此基础上,针对状态空间爆炸问题,设计了一种二进制编码规则处理从SDL模型空间到C代码的映射。利用标准的ELF文件,定义了一种协议配置文件及其读写方法,保障协议代码在网络迁移过程中的完整性,并用于支持代码目标节点上的动态加载。给出了SDL的形式化测试方法,在Linux平台下初步评估了动态重构性能,表明基于SDL的动态重构方法能有效避免协议代码实现过程中的二义性,减少功能漏洞。利用确定与随机Petri网（DSPN）,提出一种可重构自组织协议栈动态性能评价框架。建立了协议实时性、任务和资源约束关系模型,用于合成综合性能评估模型。定义了DSPN可重构自组织协议栈综合性能模型,并在此基础上,给出了实时性、网络利用率和效率三种性能指标的量化方法。通过静态和动态性能仿真,能方便得到给定环境下协议栈性能的近似真实结果。在协议栈性能优化方面,结合神经网络和遗传算法,提出一种QoS自适应调度算法的改进方案,基于Elman神经网络的QoS预测值,遗传算法能预见性的主动输出新的调度策略,保证网络的稳定性。针对工业无线通信领域的应用需求,以IEEE802.15.4标准为底层硬件基础,设计了一种基于可重构自组织技术的无线通信协议栈（RcWSN）原型节点,在Mesh结构下,该节点能够以一种低功耗强实时高可靠的方式相互通信,通过路由和调度重构实现对环境和应用变化的自适应。最后对全文进行总结,对本文存在的不足进行了阐述,并对控制网络节点可重构自组织协议栈的技术发展进行了展望。
王宏波[10]（2008）在《SDT在嵌入式软件开发中的应用》文中研究说明结合工程实践,介绍了规范描述语言SDL及其开发工具SDT的特点和使用方法,详细介绍了使用SDT进行软件开发的一般过程及开发过程中各阶段需要完成的具体任务,重点叙述了概要设计阶段软件的模块组成,代码编写阶段SDL与C语言混合编程方法,仿真及验证SDL程序的手段,生成C代码时SDL环境修改方法和实际环境下测试和验证软件的目标系统组成,最后介绍了工具的应用效果。
二、形式化描述语言(SDL)在嵌入式操作系统Vxworks上的软件开发（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、形式化描述语言(SDL)在嵌入式操作系统Vxworks上的软件开发（论文提纲范文）
（1）面向适航标准的机载软件测试验证方法综述（论文提纲范文）
| 1 机载软件测试环境 |
| 2 基于需求的测试 |
| 2.1 测试方法 |
| 2.2 测试用例自动生成 |
| 2.3 小结 |
| 3 基于安全性分析的测试 |
| 3.1 功能危险分析（FHA) |
| 3.2 故障模式及影响分析（FMEA) |
| 3.3 故障树分析（FTA) |
| 3.4 共因故障分析（CCA) |
| 3.5 小结 |
| 4 基于模型的测试 |
| 4.1 FSM测试模型 |
| 4.2 UML测试模型 |
| 4.3 Sys ML测试模型 |
| 4.4 Markov链测试模型 |
| 4.5 小结 |
| 5 软件验证的测试 |
| 5.1 静态审查和分析 |
| 5.1.1 测试规程测试 |
| 5.1.2 测试结果测试 |
| 5.2 需求覆盖测试 |
| 5.3 结构覆盖测试 |
| 5.4 数据耦合和控制耦合覆盖测试 |
| 5.5 小结 |
| 6 总结 |
（2）基于ZYNQ平台的SAT问题求解框架与系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 软件求解研究现状 |
| 1.2.2 硬件求解研究现状 |
| 1.3 论文主要工作 |
| 1.4 论文组织结构 |
| 第2章 软硬件协同与开发平台 |
| 2.1 软硬件协同处理与设计 |
| 2.1.1 软硬件协同处理 |
| 2.1.2 软硬件协同设计 |
| 2.2 开发平台 |
| 2.2.1 ZYNQ平台 |
| 2.2.2 Cyclone V平台 |
| 2.2.3 Smart Fusion平台 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 基于ZYNQ的 SAT求解框架 |
| 3.1 布尔可满足性问题 |
| 3.1.1 SAT问题的表示和定义 |
| 3.1.2 合取范式与组合逻辑电路 |
| 3.2 SAT问题求解框架 |
| 3.2.1 基于ZYNQ的软硬件划分 |
| 3.2.2 基于ZYNQ的软硬件交互 |
| 3.2.3 整体求解框架 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 基于ZYNQ的 SAT求解系统设计与实现 |
| 4.1 AX7020 简介 |
| 4.2 开发工具 |
| 4.3 SAT求解系统硬件工程设计 |
| 4.3.1 SAT实例的解析 |
| 4.3.2 PS与PL交互 |
| 4.3.3 PS与PL数据传输设计 |
| 4.3.4 SAT实例的封装 |
| 4.3.5 软硬件系统集成 |
| 4.4 SAT求解系统软件部分设计 |
| 4.4.1 软件部分功能结构 |
| 4.4.2 软件部分组成结构 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 测试与验证 |
| 5.1 系统环境搭建与配置 |
| 5.2 求解系统上板验证 |
| 5.3 实例测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读学位期间取得的科研成果 |
（3）嵌入式软件形式化建模与测试方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外相关工作研究进展 |
| 1.3 本文主要工作与章节安排 |
| 1.4 本文创新点 |
| 2 有限状态自动机与STM形式化定义 |
| 2.1 状态变迁矩阵定义 |
| 2.2 有限状态自动机概念 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 基于STM并发程序建模研究 |
| 3.1 并发程序的缺陷问题分析 |
| 3.2 中断嵌套引发原子性违背的解决方法 |
| 3.2.1 基于STM的嵌入式软件中断建模 |
| 3.2.2 多级中断嵌套建模方法 |
| 3.3 线程交织引发数据竞争的解决方法 |
| 3.3.1 多线程全局变量读/写规则 |
| 3.3.2 全局变量无关程序语句剪枝规则 |
| 3.3.3 解决原子性违背的信号量通信与访问控制分离方法 |
| 3.4 瘦中断处理模型仿真实验分析 |
| 3.5 解决原子性违背的形式化模型建立 |
| 3.5.1 信号量法与控制-访问分离法对比分析 |
| 3.5.2 建模方法对比分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 复杂嵌入式软件多属性一体化测试方法 |
| 4.1 问题描述 |
| 4.2 正则表达式扩充定义 |
| 4.3 带有闭包循环正则式用例生成策略 |
| 4.3.1 记忆性正则表达式转化方法 |
| 4.3.2 基于圈复杂度的循环边界方法 |
| 4.3.3 状态机网络节点介数的测试入口选择 |
| 4.4 带有时间属性的正则表达式用例生成策略 |
| 4.4.1 基于时间复杂度的函数执行时间估算方法 |
| 4.4.2 测试用例最坏执行时间估算 |
| 4.5 正则表达式用例测试用例优化方法 |
| 4.5.1 函数路径的组合测试方法 |
| 4.5.2 用例文本选取优化方法 |
| 4.6 实例分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 基于结构分解的嵌入式软件测试方法 |
| 5.1 问题描述 |
| 5.2 模型的组合测试方法 |
| 5.3 结构模型分解 |
| 5.3.1 非强连通模型分解方法 |
| 5.3.2 强连通模型分解方法 |
| 5.4 最小正则表达式测试用例生成方法 |
| 5.5 实例分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A |
| 附录B |
| 附录C |
| 附录D |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（4）基于改进NHPP的物联网智能感知节点软件可靠性评估方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外现状 |
| 1.2.1 国内发展现状 |
| 1.2.2 国外发展现状 |
| 1.2.3 软件可靠性研究面临的主要问题与挑战 |
| 1.3 论文主要研究内容 |
| 1.4 论文章节安排 |
| 2 物联网智能感知节点软件可靠性建模基础理论 |
| 2.1 物联网智能感知节点相关知识概述 |
| 2.1.1 物联网软件体系结构 |
| 2.1.2 嵌入式系统基本特点 |
| 2.1.3 嵌入式软件测试与普通软件测试的区别 |
| 2.2 软件可靠性理论基础 |
| 2.2.1 软件可靠性定义 |
| 2.2.2 软件可靠性的度量 |
| 2.2.3 软件可靠性分布及随机过程 |
| 2.2.4 影响软件可靠性的因素 |
| 2.2.5 软件可靠性与硬件可靠性的区别 |
| 2.3 软件可靠性增长模型 |
| 2.3.1 软件可靠性增长模型的概念 |
| 2.3.2 软件可靠性增长模型分类 |
| 2.4 章节总结 |
| 3 W-E SRGM建模过程 |
| 3.1 基于NHPP的软件可靠性增长模型建模流程 |
| 3.2 通用NHPP过程的定义 |
| 3.2.1 参数含义 |
| 3.2.2 假设基础 |
| 3.2.3 通用NHPP模型 |
| 3.3 基于NHPP的 SRG模型 |
| 3.3.1 G-O模型 |
| 3.3.2 Hoang Pham提出的模型 |
| 3.4 改进的NHPP SRG模型 |
| 3.5 一种新的嵌入式软件可靠性分析方法(FMEA-WE) |
| 3.6 章节总结 |
| 4 参数估计及模型比较 |
| 4.1 参数估计 |
| 4.1.1 参数估计的几种方法 |
| 4.1.2 W-E-SRGM的参数估计过程 |
| 4.2 模型比较 |
| 4.2.1 模型评估 |
| 4.2.2 几个拟合优度准则 |
| 4.2.3 数据集 |
| 4.2.4 参与比较的模型 |
| 4.2.5 新NHPP模型的优度拟合 |
| 4.3 章节总结 |
| 5 全文总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在校期间科研成果 |
（5）基于FPGA的多路CNN并行计算体系结构研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 卷积神经网络的发展 |
| 1.2 基于FPGA的卷积神经网络优化 |
| 1.2.1 基于FPGA的卷积神经网络的优化方法 |
| 1.2.2 基于FPGA的多路卷积神经网络优势 |
| 1.3 论文研究主要研究内容和创新性工作 |
| 1.4 论文组织结构 |
| 第2章 多路CNN并行系统体系结构 |
| 2.0 引言 |
| 2.1 多路CNN并行计算需求 |
| 2.2 FPGA资源并行优化分析 |
| 2.2.1 计算资源并行优化分析 |
| 2.2.2 数据存储资源辅助并行优化分析 |
| 2.3 基于HLS的FPGA算法优化方法 |
| 2.3.1 计算性能优化 |
| 2.3.2 数据存储优化 |
| 2.3.3 算法IP接口设计 |
| 2.3.4 数据传输方法优化 |
| 2.4 基于FPGA的多路CNN并行计算体系结构 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 DSP乘法器精度预留并行计算模型 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 精度预留并行乘法理论分析 |
| 3.3 精度预留并行DSP乘法器参数搜索算法 |
| 3.4 精度预留并行DSP乘法器参数优化模型 |
| 3.5 基于精度预留并行DSP乘法器的计算方法 |
| 3.5.1 基于单DSP乘法器的低精度整数并行计算方法 |
| 3.5.2 基于单DSP乘法器浮点数并行计算方法 |
| 3.6 实验及分析 |
| 3.6.1 精度预留并行DSP乘法器参数搜索算法效率 |
| 3.6.2 基于精度预留并行DSP乘法器的低精度整数计算性能 |
| 3.6.3 基于精度预留并行DSP乘法器的浮点数计算性能 |
| 3.7 可配置精度预留并行DSP乘法器模型初探 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 面向DSP并行乘法器的双融合并行CNN计算结构优化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 双融合并行CNN网络结构及计算模型 |
| 4.2.1 基本CNN网络结构 |
| 4.2.2 双融合并行CNN网络结构 |
| 4.3 双融合并行CNN网络数据存储策略 |
| 4.4 双融合并行CNN网络数据量化方法 |
| 4.5 双融合并行CNN算法IP设计 |
| 4.5.1 集中型双融合并行卷积层IP设计 |
| 4.5.2 统一数据格式转换池化层IP设计 |
| 4.5.3 分离型双融合并行全连接层IP设计 |
| 4.6 双融合并行CNNIP系统实验 |
| 4.6.1 CNN网络训练及量化精度分析 |
| 4.6.2 双融合并行CNNIP资源使用 |
| 4.6.3 双融合并行CNNIP计算性能分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 基于通道广播的DMA数据共享技术 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 多路复用DMA在多路CNN IP系统中的可行性分析 |
| 5.3 带有通道广播功能的多路复用DMA模型 |
| 5.4 带有通道广播功能的多路复用DMA设计和实现 |
| 5.4.1 通道可配置多路复用输入选择器 |
| 5.4.2 通道可识别输出缓存器 |
| 5.4.3 可配置轮训调度算法 |
| 5.5 实验及分析 |
| 5.5.1 多路复用DMA使用资源 |
| 5.5.2 多路复用DMA算法IP效率分析 |
| 5.5.3 多路复用DMA吞吐量 |
| 5.5.4 基于数据广播的多路复用DMA实验 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 基于DMA通道广播的多路双融合并行CNN系统框架 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 系统设计流程 |
| 6.3 CNN网络模型及精度量化 |
| 6.4 系统硬件结构 |
| 6.5 系统软件驱动 |
| 6.6 应用接口及调度策略 |
| 6.7 实验及分析 |
| 6.7.1 四通道两路广播双融合并行CNN系统实验 |
| 6.7.2 八通道四路广播双融合并行CNN系统实验 |
| 6.7.3 多路广播双融合并行CNN系统性能比较 |
| 6.8 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间所发表的学术论文 |
| 致谢 |
（6）基于概率模型检测的高可信系统性能分析与研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题的背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状及发展 |
| 1.3 论文主要内容 |
| 1.4 论文框架结构安排 |
| 第二章 模型检测技术 |
| 2.1 模型检测基本原理及过程 |
| 2.1.1 系统建模 |
| 2.1.2 属性描述 |
| 2.1.3 模型验证 |
| 2.2 概率模型检测 |
| 2.2.1 离散时间马尔科夫链 |
| 2.2.2 连续时间马尔科夫链 |
| 2.2.3 马尔科夫决策过程 |
| 2.2.4 概率时间自动机 |
| 2.3 概率模型检测工具PRISM |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 嵌入式控制系统的概率模型检测分析 |
| 3.1 嵌入式控制系统的场景描述 |
| 3.2 概率模型检测算法描述 |
| 3.2.1 DCES子算法 |
| 3.2.2 PDES子算法 |
| 3.2.3 SIES子算法 |
| 3.3 嵌入式控制系统的形式化建模 |
| 3.4 模型验证与性能分析 |
| 3.4.1 模型的静态数据分析 |
| 3.4.2 模型的概率可达性分析 |
| 3.4.3 模型的期望可达性分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 高可用性集群系统的概率模型检测方法 |
| 4.1 高可用性集群技术研究 |
| 4.2 分布式消息队列模型 |
| 4.3 工作站集群系统场景描述 |
| 4.3.1 集群系统 |
| 4.3.2 Producer+Queue+Comsumer队列模型 |
| 4.4 概率模型检测算法描述 |
| 4.4.1 FCR子算法 |
| 4.4.2 REP子算法 |
| 4.5 工作站集群系统的概率模型检测分析 |
| 4.5.1 系统的形式化模型描述 |
| 4.5.2 系统的性能分析 |
| 4.5.3 实验对比分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（7）通信软硬件协同系统研发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景与研究意义 |
| 1.2 国内外研究与发展现状 |
| 1.3 论文的研究内容和难点 |
| 1.4 论文章节安排 |
| 第二章 通信软硬件协同系统相关理论技术分析 |
| 2.1 通信系统基本概述 |
| 2.1.1 通信系统基本组成 |
| 2.1.2 通信系统实现途径 |
| 2.2 规范说明和描述语言 |
| 2.2.1 SDL的基本概念 |
| 2.2.2 SDL的系统结构 |
| 2.2.3 SDL的通信机制 |
| 2.3 软硬件协同设计 |
| 2.3.1 基本思想 |
| 2.3.2 状态机 |
| 2.3.3 软硬协同架构 |
| 2.3.4 软硬件通信代价 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 通信软硬件协同系统方案设计 |
| 3.1 系统需求和整体方案设计 |
| 3.2 软核SDL模块通信架构设计 |
| 3.2.1 处理系统特点 |
| 3.2.2 软件整体框架 |
| 3.2.3 信号 |
| 3.2.4 功能模块 |
| 3.2.5 软SDL核 |
| 3.3 硬核SDL模块通信架构设计 |
| 3.3.1 处理逻辑特点 |
| 3.3.2 硬件整体架构 |
| 3.3.3 时钟电路 |
| 3.3.4 信号 |
| 3.3.5 信号接口电路 |
| 3.3.6 功能模块 |
| 3.3.7 硬SDL核电路 |
| 3.4 软硬互通架构 |
| 3.4.1 整体框架 |
| 3.4.2 软件配置 |
| 3.4.3 硬件逻辑 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 通信软硬件协同系统实现与测试 |
| 4.1 系统平台概述 |
| 4.2 通信软硬件协同系统实现 |
| 4.2.1 软硬互通架构实现 |
| 4.2.2 软核SDL模块通信架构实现 |
| 4.2.3 硬核SDL模块通信架构实现 |
| 4.3 通信软硬件协同系统测试 |
| 4.3.1 系统测试方案 |
| 4.3.2 硬件平台测试 |
| 4.3.3 软核SDL模块通信架构测试 |
| 4.3.4 硬核SDL模块通信架构测试 |
| 4.3.5 软硬互通架构测试 |
| 4.3.6 软硬件通信代价测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（8）基于SDL的CTCS-3车地通信协议的描述与实现（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 研究对象介绍 |
| 1.1.1 CTCS-3级列车运行控制系统 |
| 1.1.2 无线通信系统GSM-R |
| 1.1.3 CTCS-3级车地通信协议 |
| 1.2 协议形式化描述技术研究现状 |
| 1.3 本文研究的意义 |
| 1.4 论文主要工作和结构安排 |
| 2 协议工程与形式化描述技术 |
| 2.1 协议工程理论与通信软件开发 |
| 2.1.1 协议工程理论简介 |
| 2.1.2 基于协议工程的通信软件开发 |
| 2.2 消息跟踪语言MSC |
| 2.3 协议形式化描述语言SDL |
| 2.3.1 SDL系统结构 |
| 2.3.2 SDL通信机制 |
| 2.3.3 SDL数据定义 |
| 2.3.4 SDL时钟处理 |
| 2.4 协议开发环境Telelogic TAU |
| 2.5 本章小结 |
| 3 CTCS-3级车地通信协议形式化描述 |
| 3.1 CTCS-3级车地通信协议安全通信结构分析 |
| 3.2 基于MSC的通信案例描述 |
| 3.2.1 安全连接的建立时序 |
| 3.2.2 安全数据的传输时序 |
| 3.2.3 安全连接的释放时序 |
| 3.3 CTCS-3级车地通信协议EFSM模型 |
| 3.4 基于SDL的协议状态机描述 |
| 3.4.1 数据类型形式化定义 |
| 3.4.2 SDL系统级描述 |
| 3.4.3 SDL模块级描述 |
| 3.4.4 SDL进程级描述 |
| 3.5 基于SDL的协议仿真与验证 |
| 3.5.1 SDL模型静态分析 |
| 3.5.2 SDL代码仿真调试 |
| 3.5.3 SDL代码协议验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 CTCS-3级车地通信协议软件实现 |
| 4.1 SDL向最终C代码转换流程 |
| 4.2 CTCS-3级车地通信协议SDL模型到C代码 |
| 4.2.1 SDL到C代码的自动生成 |
| 4.2.2 SDL与操作系统的集成 |
| 4.2.3 环境函数修改设计 |
| 4.3 通信协议软件运行于目标平台 |
| 4.3.1 手工编写代码 |
| 4.3.2 辅助功能的设计 |
| 4.3.3 界面展示与实验分析 |
| 4.4 与传统的方法比较 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 作总结 |
| 5.2 作展望 |
| 参考文献 |
| 图索引 |
| 表索引 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（9）控制网络节点通信协议栈可重构自组织研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号(缩写)含义表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 论文的主要工作 |
| 1.4 论文的结构安排 |
| 2 可重构自组织协议栈设计基础 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 可重构自组织协议栈的基本原理 |
| 2.3 可重构自组织协议栈的形式化设计方法 |
| 2.4 可重构自组织协议栈实现的关键技术 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 可重构自组织协议栈的体系结构和管理框架设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 总体设计需求分析 |
| 3.3 可重构自组织协议栈的体系结构设计 |
| 3.4 可重构自组织协议栈运行的管理框架设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于SDL的可重构协议栈功能设计与实现技术 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 SDL技术基础 |
| 4.3 基于SDL的协议栈功能模型 |
| 4.4 基于SDL的协议栈代码实现 |
| 4.5 SDL环境下的可重构协议栈功能测试实验 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 基于DSPN的可重构协议栈性能评价与优化技术 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 DSPN技术基础 |
| 5.3 控制网络通信性能约束模型 |
| 5.4 可重构自组织协议栈的综合性能评价 |
| 5.5 协议实时性能的优化设计方案 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 工业无线网络中协议栈可重构自组织的应用研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 IEEE802.15.4标准与可重构通信协议栈的结合 |
| 6.3 RcWSN的原型 |
| 6.4 性能分析 |
| 6.5 本章总结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 本文工作的主要创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间发表的成果目录 |
| 附录2 发表的学术论文与博士学位论文的关系 |
四、形式化描述语言(SDL)在嵌入式操作系统Vxworks上的软件开发（论文参考文献）
- [1]面向适航标准的机载软件测试验证方法综述[J]. 谭莉娟,郑巍,刘友林,樊鑫,杨丰玉. 计算机工程与应用, 2021(15)
- [2]基于ZYNQ平台的SAT问题求解框架与系统研究[D]. 陈慧卿. 兰州理工大学, 2021(01)
- [3]嵌入式软件形式化建模与测试方法研究[D]. 崔凯. 大连理工大学, 2020
- [4]基于改进NHPP的物联网智能感知节点软件可靠性评估方法研究[D]. 胡陈. 四川师范大学, 2020(02)
- [5]基于FPGA的多路CNN并行计算体系结构研究[D]. 张硕. 北京工业大学, 2020(06)
- [6]基于概率模型检测的高可信系统性能分析与研究[D]. 陈霆. 江西理工大学, 2020(01)
- [7]通信软硬件协同系统研发[D]. 叶矗. 西安电子科技大学, 2020(05)
- [8]基于SDL的CTCS-3车地通信协议的描述与实现[D]. 蒋倩. 北京交通大学, 2012(11)
- [9]控制网络节点通信协议栈可重构自组织研究[D]. 陈辉. 华中科技大学, 2011(09)
- [10]SDT在嵌入式软件开发中的应用[J]. 王宏波. 无线电通信技术, 2008(05)