基于随机petri网的嵌入式软件能耗模型与可信赖性研究

发布时间：2019-08-28 12:29

【摘要】：随着时代的发展,嵌入式系统与互联网的深度结合使其功能更强大,随之而来的问题就是,功能强大的系统结构更为复杂,嵌入式软件的复杂性、异构性等特性和业务需求的多样化导致网络能耗的管理复杂度增加,因此降低能耗是嵌入式软件开发中的重点。本文主要从嵌入式软件的体系结构层面出发,以构件化的视角去分析研究软件的能耗。通过论证分析能耗模型的可组合性,将软件拆分为各个模块逐个分析,并最后将他们组合起来形成整个软件的总模型。得到整个软件能耗模型后建立其同构的能耗状态可达图,通过比对分析,提出算法去寻找能耗可达图的最大路径、最小路径,分析估算软件能耗值,最后针对汽车防撞预警系统进行仿真分析,与现阶段较先进的算法比对,验证了本模型的有效性。然后所得到的能耗估算值代入到软件可信赖属性中求解得到各类可信证据,针对不同的可信赖属性作出不同的分析评估方法,分别得到软件的各个可信赖属性评估值。将得到的各可信赖属性评估值代入定义好的可信赖属性树中进行比对分析,并通过科学的权重分配方式求得软件的可信赖值,对软件作出可信赖性评价。最后对软件交互行为建模,通过单个软件的可信赖性求解软件交互后形成的系统的可信赖性。本文提出的基于随机petri网能耗模型,为软件能耗研究提供了一种新的思路,求解过程更加简洁明了,减少了整体计算量。并且根据软件的能耗分析结果提出一种软件可信赖性分析方法,为软件开发提供了有力支持。
【图文】：

框架图,知识结构图,框架,交互计算

由此四种模型作为刻画软件内部交互的基础；并分别分析了四种工作流的可信赖逡逑值的交互计算方式，以实现多个软件交互之后的系统可信赖性评估值。逡逑图１．］为本文的知识结构图：逡逑５逡逑

嵌入式系统,互联网时代,嵌入式产品,结构层次

２．１．１嵌入式系统的组成与发展逡逑从体系结构层面上看，嵌入式系统主要由嵌入式硬件系统和嵌入式软件系统逡逑两种结构组成，其结构层次如图２．１所示。逡逑嵌入式硬件系统主要包括嵌入式微处理器、控制单元、存储器、接口电路和逡逑电源等部分。微处理器是目前嵌入式系统的大脑，它来控制整个系统的执行任务、逡逑监测出错、发送数据等主要工作。常用的嵌入式外围接口电路主要有串口、以太逡逑网接口、ＵＳＢ接口、音频接口、液晶显示屏和摄像头等。针对不同的应用，不逡逑同功能的设备具有不同的状态类接口。逡逑嵌入式软件系统包括启动代码、操作系统、驱动和应用程序等。顾名思义，逡逑启动代码就是启动整个系统的运行，，包括启动、初始化运行环境和建立初始存储逡逑空间等操作；操作系统就是用户利用其完成对系统的控制、处理以及监测等功能，逡逑它是系统与用户交互的窗口；驱动则是用户通过操作系统来实现控制硬件功能的逡逑工具，以驱动形式引向对设备的控制；而应用程序就是设备完成指定任务的基础，逡逑设备的具体操作皆是由应用程序控制，而程序就是工程师通过对用户需求的理解逡逑后对其编写［３５］。逡逑软逡逑件逦逦■、＾逡逑结逦（、应用程序）逦操作系统ｙ逡逑构逦逦逦＂逦’逡逑硬邋’电源邋ｆ邋时钟、：＇＇复位邋、逦！逡逑件邋＇逦ｙ邋NB——７逦、逦ｙ逦７ｈｌ邋逦逡逑结逦围：显示逡逑构逦．片上外设：邋’微处理器＇逦？逡逑、－逦ｙ邋＇＇逦
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TP311.52

【参考文献】