6、基于灵敏度分析的汽车系统优化

基于灵敏度分析的汽车系统优化

1. 引言

随着汽车系统复杂度的不断增加，形式化方法作为仿真和原型设计的补充变得愈发重要。形式化方法已应用于早期架构设计，近期实时系统分析的进展将形式化模型的范围扩展到了具有不同协议、网关和运行不同调度算法的电子控制单元（ECUs）的异构网络。本文将介绍SymTA/S工具的底层模型和算法，并通过一个汽车系统集成的小例子展示其应用。

2. 系统性能分析中的形式化技术

在系统性能分析领域，存在多种形式化技术：
- 整体分析方法 ：由Tindell提出，系统地扩展了经典局部分析技术，考虑了系统中功能路径上的调度影响，适用于通过消息传递和共享数据区域通信的分布式实时系统。后续Eles等人将其扩展到由TDMA调度总线连接的固定优先级调度CPU系统，Palencia等人进一步扩展到具有优先级关系和激活偏移的任务。
- 组合分析方法 ：Gresser和Thiele提出，将各个组件或子系统视为通过事件流交互的实体。与整体分析方法不同，组合模型在架构上结构更清晰，有助于设计师理解系统中的复杂依赖关系。调度可行性分析可视为事件流的流分析问题，可通过事件流传播迭代解决。

3. SymTA/S方法

SymTA/S是一种用于异构片上系统（SoCs）和分布式系统的形式化系统级性能和时序分析方法。其关键创新点在于使用实时系统研究中的直观事件模型来描述激活事件的时序行为，而不是引入新的复杂流表示。它采用六类标准事件模型和数学形式，便于模型之间的接口和转换。

SymTA/S的组合性能分析方法在系统级分析中交替进行局部调度分