[发明专利]基于AADL的嵌入式软件可靠性建模与评估方法

摘要

本发明公开了一种基于AADL的嵌入式软件可靠性建模与评估方法，包括以下步骤1）建立嵌入式软件的AADL可靠性模型；2）提取AADL可靠性模型中的可靠性元素，采用Z语言建立可靠性模型ZAL，包括故障模型、结构模型和行为模型；3）用离散时间马尔可夫链DTMC刻画ZAL模型，并给出描述嵌入式软件可靠性的PCTL公式，采用提出的可靠性评估算法ZARE对PCTL公式进行计算，得出瞬时可用度，完成可靠性的评估。本发明不仅可将嵌入式软件分层次表示，简洁清晰，并易于理解，而且ZAL作为形式化模型可以采用模型检测等方法对可靠性进行严格地分析与评估。

主权项

一种基于AADL的嵌入式软件可靠性建模与评估方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、建立半形式化模型，具体是建立AADL可靠性模型，包括结构模型与故障模型；其中结构模型包括组件名称、组件属性、连接、流，故障模型包括故障类型、故障行为、故障传播；步骤2、提取AADL可靠性模型中的可靠性建模元素，包括组件名称、连接、流、故障行为、故障传播；步骤3、建立嵌入式软件可靠性模型ZAL，具体是将半形式化模型转换为形式化模型，并对模型进行扩展，补充其操作规约和可靠性约束，包括如下步骤：步骤3‑1、将AADL可靠性模型所定义的组件状态、故障行为事件、故障传播点映射至ZAL故障模型ZAerror中的ErrorState、Ebe与Epp集合元素，所述ErrorState集合元素的属性包括一个组件所有可能处于的状态和状态对应的概率分布类型，Ebe集合元素的属性包括事件类型与事件发生的概率分布类型，Epp集合元素的属性包括故障传播的类型与故障传播成功的概率分布类型；步骤3‑2、将AADL可靠性模型所定义的组件名称、连接、流映射至ZAL结构模型ZAstructure中的Component、Connection与Flow集合元素，所述Component集合元素的属性包括组件所处状态、组件当前发生的故障行为事件、当前发生的故障传播点，Connection集合元素的属性包括组件之间的连接关系，Flow集合元素的属性包括故障传播所经过的故障传播点；步骤3‑3、将AADL可靠性模型所定义的故障传播、状态转移映射至ZAL行为模型ZAbehavior中的OutPropagation、InPropagation与Transition集合元素，所述OutPropagation集合元素的属性包括产生故障的组件名称、故障传播点，InPropagation集合元素的属性包括传入故障的组件名称、组件间的连接、故障传播点，Transition集合元素的属性包括发生状态转移的组件名称、故障行为事件、故障传播点，上述3个元素的发生条件以及条件发生的概率分布在谓词约束中描述；步骤4、在ZAL模型的基础上对可靠性进行评估，得到可靠性评估结果。