8、Simulink 模型中定时路径条件的计算与分析

Simulink 模型中定时路径条件的计算与分析

1. 引言

在处理 Simulink 模型时，为确保信号间不会相互干扰，有时会利用定时延迟。为了将定时依赖纳入考量，我们引入了时间片的概念，并采用两步法来计算定时路径条件，即先识别所有路径并收集路径条件，再将局部控制流条件反向传播以得到仅依赖输入变量的定时路径条件。

2. 运行示例

为了说明我们的方法，使用了一个简化的共享缓冲区模型。在该模型中，不同安全级别的信息（公共和机密）被输入到一个共享缓冲区（由 Mem 块实现）。根据当前操作模式，机密或公共信息会被保存到缓冲区并传递到相应输出，或者清空缓冲区内容。

这个例子的有趣之处在于它采用了复杂的路由方案来避免安全违规。然而，设计者没有考虑 Mem 块的定时行为。当操作模式从机密切换到公共时，输出会记录 Mem 中先前存储数据的尖峰，即机密内容会流向公共输出。如果不考虑定时依赖来计算路径条件，会错误地认为信息无法流动。这表明，只有考虑定时行为，才能安全地使用 Simulink 模型的路径条件。

3. 假设条件

为了应用我们的方法计算定时路径条件，给定的 Simulink 模型需要满足以下假设：
1. 使用时间离散、固定步长的求解器。
2. 不包含代数环或循环子系统。
3. 仅使用标量信号。
4. 到目前为止，所有块都使用相同的采样时间。
5. 对于条件执行，目前支持启用和路由块。
6. 控制信号仅通过无反馈的简单算术块。

前两个假设对于离散嵌入式控制器设计领域的 Simulink 模型是可以接受的，因为时间连续求解器、循环子系统和代数环很