系统功能设计时间特分析与验证-shwjiao.ppt

实时系统时间特性建模 分析和验证12 27 2010 内容目录 时间特性建模与分析技术介绍系统功能的时间建模与分析流程时间特性分析工具简介 2 内容目录 时间特性建模与分析技术介绍时间特性建模与分析的对象时间特性对系统功能和性能的影响时间特性对系统安全性的影响系统功能的时间建模与分析流程时间特性分析工具简介 3 时间分析 What Why How 时间特性建模与分析的对象电控系统系统越来越复杂硬实时系统软件复杂度增加节点个数多多个总线 CAN FlexRay 系统集成时的挑战风险 可靠性 质量和责任功能满足但超过时间约束开发和生产的时间成本分析的对象控制器任务间相互影响总线通信系统级延时 End to End 时间特性 What Why How 时间特性对系统功能性的影响控制模块 总线通信瞬时负载增加软件任务没有被正确调度信号从传感器到执行器的延时 End to End 报文发送的太晚 抖动 jitter 太大开发早期进行时间分析的好处OEM 总体单位 部门 可以在系统级对总线通信和软件任务的时间进行分析优化软件任务和通信报文在开发早期就发现系统规划存在的时间瓶颈可以估算系统各分模块的延时Supplier 分系统单位 部门 清晰明确的时间需求 来源于总体单位 更确切的控制模块性能需求 硬件性能正好合适 不高也不低 调度分析vs仿真和测试仿真不会覆盖所有可能的情况 Cornercases 随着系统复杂度的增加 测试的可行性也在减小需要更可信的分析结果 时间特性 What Why How 内容目录 时间特性建模与分析技术介绍系统功能的时间建模与分析流程控制器内部软件的时间行为建模控制器外部网络通信的时间行为建模系统时间行为综合分析系统时间行为验证和优化时间特性分析工具简介 7 实时系统 任务要在确定的时间内执行时间特性分析和确认在系统设计和集成过程中非常重要优势 系统更加可靠 整个研发成本更低优化系统复杂度 使用成本最低的硬件资源 提前获得系统的可靠域度和时间瓶颈降低原型开发时的投入 有针对性解决问题 验正系统实现时间相关的特性增加了测试时的覆盖面 时间特性 验证安全相关的功能的实现 时间分析流程 时间建模和分析步骤 导入 导出 已有全部或部分信息 编辑器 结果观测器 探寻与优化 调度分析 时间建模 反复 时间分析结果优化结果 负载延时瓶颈确认系统风险和域度 网络参数任务调度参数 时间分析流程 控制器内部时间特性建模采用嵌入式操作系统管理多个任务任务之间采用抢占的调度方式任务之间的抢占 阻塞等因素都会影响任务的执行中断和抖动对任务执行时间影响很大 时间分析流程 网络通信建模分布式控制系统通信延时对功能正确性与否至关重要通信采用CAN CANopen FlexRay方式通信重要参数发送 接受的最大延时可以直接导入DBC Fibex网络描述文件无需逐项输入网络参数 时间分析流程 系统时间特性分析单独的ECU任务和总线延时都较容易估算系统延时参数更有意义分析信号路由 端到端 的延时 时间分析流程 系统时间性能确认控制器运行参数记录文件网络报文参数记录文件确认实现的系统是否满足时间约束条件 时间分析流程 数据记录文件 导入 导出 内容目录 时间特性建模与分析技术介绍系统功能的时间建模与分析流程时间特性分析工具简介 14 Symtavision公司 SymtavisionTechnicalUniversityofBraunschweig计算机及通信网络工程研究所独立出来地址 德国布伦瑞克10年以上的时间分析工程经验领先的系统级时间分析和优化的工具供应商控制器和软件集成网络和分系统集成提供完整的设计和验证的解决方案工具 咨询服务工程服务关注领域 嵌入式实时系统 SymTA S 强大的时间建模 分析和优化工具 SymTA S SymbolicTimingAnalysisforSystems 可对控制器 网络和系统的时间特进行建模 分析和优化可以跟代码分析工具 建模工具集成应用领域CAN和FlexRay总线协议开发 通信时序优化系统电子电气架构开发 分布式控制功能时序分析及优化信号端到端的时间分析和优化AUTOSAR及OSEKOS应用 在系统层面指导任务设置及优化其它具有实时性要求的领域 SymTA S 强大的时间建模 分析和优化工具 SymTA S SymbolicTimingAnalysisforSystems 软件组成模块框图核心模块 SchedulingAnalysisEngine 调度分析引擎 SensitivityAnalysis DesignSpaceExploration主要分为以下几个模块SymTA SECUSymTA SNetworkSymTA SSystem SymTA S 模块介绍 SymTA SECU分析和查找任务可能发生超时的情况估算ECU被占用时间 负载 在设计早期评估软硬件不同的实现方式的优劣自动优化ECU任务调度支持的操作系统类型支持分析双核ECUGenericOSEKERCOSEKRTAOSEKAUTOSAROS SymTA S 模块介绍 SymTA SNetwork分析总线报文的延时和抖动验证总线 网络的时间特性有网关系统的端到端的时间分析CAN和FlexRay调度分析和确认支持导入DBC和Fibex格式的文件支持的总线类型 CANFlexRay SymTA S 模块介绍 SymTA SSystemArchitectSystem ECU Network将ECU和总线通信结合起来分析系统时间特性端到端 End to End 的分析同时支持分析事件调度和时间调度协议 SymTA S 模块介绍 TraceAnalyzer导入记录任务和总线报文时间参数的文件分析造成总线和任务时间问题的原因 图形化显示 显示控制器任务和总线的调度 事件 阻塞和抢占可以导入CANoe的总线数据记录文件自动为分布式任务的响应时间生成统计结果可以作为SymTA S建模的输入可以和Excel格式文件交互 用户案例1 BMW 验证关键ECU的时间特性ActiveFrontSteering AFS 导入ECU运行时记录的数据使用SymT