基于模型的端到端延时概率分布研究.pdf
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1、引用格式:张晓郭鹏王洋.基于模型的端到端延时概率分布研究.航空计算技术():.():.基于模型的端到端延时概率分布研究张 晓郭 鹏王 洋(航空工业西安航空计算技术研究所陕西 西安)摘 要:当前 因提供端到端延时、重量、功耗等维度的分析功能而受到 研究人员的广泛关注与使用然而 现有的端到端延时机制仅仅刻画延时区间并未关注延时区间内的概率分布导致研究人员无法更为准确地刻画与分析端到端延时 以 扩展属性集的方式对基于模型的端到端概率分布予以刻画 根据端到端数据流内相邻处理器的相关性提出不同的端到端延时概率分布分析方法 方法支持分析结果的 代码写回 经实验使用枚举法与马尔科夫法分析端到端延时概率分布具
2、有可行性关键词:基于模型的系统工程体系结构设计分析语言端到端延时马尔科夫中图分类号:文献标识码:文章编号:()():.:引言近年来随着嵌入式系统的复杂程度不断增加基于模型的系统工程()逐渐取代基于文档的系统工程成为指导复杂系统研发的重要方法论 在 思想的引领下以体系结构设计分析语言()为典型代表的建模语言被广泛应用于航空、航天等诸多领域 ()是一款支持 编程的工具由卡耐基梅隆大学软件工程研究所开发工具自带的组件属性集中包含端到端延时、重量、功耗等属性并提供相应维度的分析功能 现有的端到端延时机制已经完成端到端延时区间的刻画 然而在嵌入式系统研发的实际过程中研究人员关注端到端延时最值等粗粒度指标
3、更关注对端到端延时概率分布的刻画与分析 现有的端到端延时机制对此尚未支持针对上述不足研究基于模型的端到端延时概率收稿日期:修订日期:基金项目:国防科技创新特区项目资助()作者简介:张 晓()男陕西榆林人工程师硕士第 卷 第 期航 空 计 算 技 术.年 月 .分布 以 扩展属性集的方式刻画基于模型的端到端概率分布根据端到端数据流内相邻模块的相关性提出不同的端到端延时概率分布分析方法将分析结果以代码形式写回到 模型中此外应用所提分析方法进行多次实验记录实验耗时用以验证所提分析方法的可行性 端到端延时机制现状在 中定义了满足 语法的端到端延时属性 属性的相关信息如表 所示表 自带 属性相关信息表属
4、性名称类型描 述作用组件为流、连接、处理器等 时间范围整数型单位为 单位合法取值为时、分、秒等根据表 可知 自带的 端到端延时属性 支持刻画复杂系统端到端延时区间但并不支持对端到端延时概率分布的刻画与分析 端到端延时概率分布刻画 现有的端到端延时机制尚未支持对端到端延时概率分布的刻画与分析 为刻画 端到端延时概率分布定义 扩展属性集 中重新定义属性 用于刻画端到端延时并新增定义属性 用于刻画端到端延时概率上述属性的类型、作用组件信息如表 所示表 扩展属性集 信息表属性名称类型作用组件整数列表流、处理器整数列表流、处理器示例:系统 内有 条端到端数据流仅流经处理器、的延时概率分布如表 所示表 示
5、例情形下处理器的延时概率分布(无相关性)处理器延时.使用 刻画上述情形的 示例代码如图 所示图 示例情形的 示例代码(分析结果写回前)端到端延时概率分布分析将 组件实例化后可得到组件与其属性的 格式文件 从 格式文件中提取端到端延时概率分布分析所需信息 运用枚举法与马尔科夫法进行端到端延时概率分析 其中枚举法适用于端到端数据流流经的各处理器的延时无相关性的情形 马尔科夫法适用于端到端数据流流经的相邻处理器的延时有相关性(即后继处理器的延时依赖于其前驱处理器)的情形.枚举法当端到端数据流流经的各处理器的延时无相关性时运用枚举法进行端到端延时概率分布分析 具体步骤如下:根据端到端数据流流经的各处理
6、器的延时概率分布列出端到端数据流中所有可能出现的延时情形 各情形下的端到端数据流延时为各处理器的延时之和延时概率为各处理器的延时概率之积:合并 中端到端数据流延时相等的情形即可得到端到端延时概率分布示例:处理器的延时概率分布如表 所示运用枚举法分析而得的端到端延时为、的概率分别为.、.、.、.、.马尔科夫法当端到端数据流流经的相邻处理器的延时有相关性(即后继处理器的延时依赖于其前驱处理器)时运用马尔科夫法进行端到端延时概率分布分析 具体步骤如下:根据端到端数据流内首个处理器的延时概率分布和各相邻处理器之间的延时概率转移矩阵运用马尔科夫原理依次进行矩阵乘法运算分析端到端数据流流经的其他处理器的延
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