[发明专利]一种机载分区操作系统仿真器运行时监控方法

说明书

本发明公开了一种机载分区操作系统仿真器运行时监控方法，涉及到机载分区操作系统仿真器的符合性测试以及基于分区操作系统的机载应用程序的运行时验证。具体是利用内嵌软件传感器的方式，在机载分区操作系统仿真器的任务管理及任务调度代码中插装，完成对任务的状态切换、触发状态切换的事件的监控，输出一个状态‑事件的序列，从而得到机载应用程序的任务执行轨迹，为机载应用程序的运行时验证、机载分区操作系统仿真器的符合性测试提供基础。用户可将这种任务运行轨迹作为各种运行时验证工具以及符合性测试工具的输入，完成机载应用程序的运行时验证和机载操作系统仿真器的符合性测试。

技术领域

本发明属于机载综合航电系统软件技术领域，涉及到机载分区操作系统仿真器的符合性测试以及基于分区操作系统的机载应用程序的运行时验证。具体是利用内嵌软件传感器的方式，在机载分区操作系统仿真器的任务管理及任务调度代码中插装，完成对任务的状态切换、触发状态切换的事件的监控，输出一个状态-事件的序列，从而得到机载应用程序的任务执行轨迹，为机载应用程序的运行时验证、机载分区操作系统仿真器的符合性测试提供基础。

背景技术

机载软件的开发和验证越来越多的依赖于机载操作系统仿真器。为了满足机载软件的高安全性需求,必须对机载操作系统仿真器的行为特性进行监控，以验证机载操作系统仿真器相对于机载分区操作系统规范的符合性。现有的运行时监控发明，主要针对车辆运行系统、通用软件系统，基本没有关于机载分区操作系统仿真器软件运行时监控的发明。国内有发明《一种基于ARINC653标准机载电子设备健康监控体系》,设立了任务级健康监控功能区，但其目标是机载电子设备的故障恢复和诊断，缺乏对机载操作系统的分区内任务的执行轨迹的监控，无法支持机载操作系统仿真器的符合性测试以及机载应用程序的运行时验证。本发明则能监控机载操作系统仿真器的内部任务状态变化。在此基础上，既可以对机载操作系统仿真器进行符合性测试，又可以用来支撑上层机载应用程序的运行时验证。

本发明针对当前缺乏有效的机载应用程序状态监控工具以及机载操作系统仿真器符合性测试基础的现状，提出了一种基于内嵌软件传感器的机载分区操作系统仿真器的运行时监控方法。本方案主要解决了机载操作系统仿真器任务切换原因复杂，难以进行有效测试和验证的问题，提供了内嵌软件传感器，实时感知分区内任务的切换，根据代码上下文判断触发任务切换的事件类型；通过消息通道将此序列传输到仿真器外部的显示界面并保存；完成了对分区内任务的状态-事件序列的采集。用户可将这种任务运行轨迹作为各种运行时验证工具以及符合性测试工具的输入，完成机载应用程序的运行时验证和机载操作系统仿真器的符合性测试。

发明内容

本方案通过在机载操作系统仿真器代码中插装来实现内嵌软件传感器。外部显示界面和日志程序只需从消息通道接收并显示、记录任务执行轨迹，无需更多的监控代码生成规则。

方案总体思想是：首先，根据对机载操作系统仿真器的源代码的分析，找出所有发生分区状态及任务状态切换的位置，并在相应位置插入软件传感器代码；其次，根据机载分区操作系统规范ARINC653规范中对分区内任务状态切换的描述，并参照机载操作系统仿真器的代码，推理触发任务状态切换的事件，将此状态-事件序列记录下来；然后，通过消息通道将编码后的状态-事件序列发送给显示界面和记录模块；最后，在显示界面上显示任务状态切换以及任务执行轨迹,并将任务执行轨迹保存下来,作为进一步的验证和测试的依据。方案流程如图1所示。

利用上述思想，形成了基于内嵌软件传感器的机载分区操作系统仿真器运行时监控软件方法：采用状态传感器代码记录分区内任务的状态切换，并用事件传感器代码记录触发本此状态切换的事件；将这两类传感器插装到机载分区操作系统仿真器代码中，采用异步方式将状态-事件序列通过消息通道输出到监控显示和记录模块，将插入代码对任务调度的影响降低到了最小程度。

技术方案步骤如下：

1.一种机载分区操作系统仿真器运行时监控方法，包括以下几个步骤；