23、CSP 定时输入输出关系及相关系统分析

CSP 定时输入输出关系及相关系统分析

在软件开发和系统验证领域，确保系统的正确性和可靠性至关重要。本文将介绍两个重要的研究内容，一是基于 CSP 的定时输入输出一致性关系（CSPTIO），二是 AUTOSAR OS 周期性任务在中断存在时的截止时间分析。

CSP 定时输入输出关系（CSPTIO）

CSPTIO 是基于进程代数 CSP 的定时输入输出一致性关系。它在分析数据流反应系统方面具有重要作用，其机械化验证通过细化检查（使用 FDR）和 SMT 求解（使用 Z3）来实现。

1. CSPTIO 的原理

• 避免输出拒绝 ：ANY (alphabet, P) =2 event : alphabet @ event →P 用于避免右侧拒绝实现可以执行但规范不能执行的输出事件。如果实现执行了规范中未预期的输出事件，细化表达式将为 false。
• 时间分析 ：对于规范的每个跟踪，检查是否存在实现允许但规范不允许的时间延迟。为此，需要计算 SAT(s,φTi,k)。具体做法是创建一个约束满足问题，考虑系统全局时钟、系统定时器和时间延迟等变量，如 gciS, gciI, tiS, tiI, diS, 和 diS。

以 VM 为例，假设有一个时间约束 eta2 与进入 strong 状态所需的时间相关。对于规范，时间约束为 (gc - reqTimer)>30；对于实现，时间约束为 (gc - reqTimer)≤30。跟踪 “<…, zeta, …, reset reqTimer, …, set.eta2.B.t