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Symtavision — 分布式控制系統時間建模分析和驗證工具

概述

        德國Symtavision公司是全球分布式控制系統時間建模、分析和驗證工具的供應商。為客戶提供完整的系統級時間特性建模、分析和驗證的工具鏈以及項目咨詢服務。在具有實時性要求的復雜的分布式控制系統開發過程中,對系統時間特性進行建模、分析和后期驗證是非常必要的。

 

 

產品介紹
        近年來,隨著系統復雜度的提升,由于某任務的執行或報文的傳輸沒有在特定的時間內完成而造成的系統功能性故障的問題愈發普遍,由此,對系統實時性需求的滿足正得到越來越多的關注。此外,諸多行業標準,如 ISO26262、IEC61508、EN50128 等均對分布式系統的時間特性分析和驗證有明確的要求。Symtavision,作為一家具有十年經驗的專注于嵌入式實時系統時間特性解決方案研究的公司,所提供的SymTA/S 和TraceAnalyzer 工具能夠很好的滿足對系統實時傳輸信號的需求。

SymTA/S – 時間建模、分析和驗證工具
    ♦ 在 ECU、總線和系統級不同層面完成實時系統的時間特性建模、分析和驗證,相應的有 SymTA/S ECU、SymTA/S Network、SymTA/S System 三種配置可選
    ♦ 時間特性需求捕獲和建模
    ♦ 軟件功能和報文傳輸響應時間分析,包括最差響應時間分析(WCRT Analysis),時間特性仿真分析(Distribution Analysis)和特定情境分析(Scenario Analysis)
    ♦ 支持系統級的端到端(End-to-End)的時間分析
    ♦ 系統資源和(軟件 / 網絡)架構設計分析及優化
    ♦ 數據一致性分析(單核或多核 CPU)
    ♦ 支 持 AUTOSAR OS、RTA OSEK、Generic OSEK、ERCOSek、ARINC653 等實時操作系統、支持 CAN、FlexRay、LIN、Ethernet(Standard/AVB/Time-Triggered)、TTP、ARINC664(AFDX) 等總線
    ♦ 可以導入 dbc、fbex、oil、xml、AUTOSAR 等配置文件,自動生成模型

TraceAnalyzer – 時間特性分析和驗證工具
    ♦ 導入 ECU 任務響應時間或總線報文傳輸時間記錄文件,進行圖像化顯示,定位問題,對已實現的真實系統的時間特性進行分析
    ♦ 將系統實際運行的時間特性與需求進行對比,進而對系統時間特性進行驗證
    ♦ 將 trace 文件生成的時間特性模型導入SymTA/S 進行分析
    ♦ 可以導入 CSV、XML、ASC、OT1 等格式的trace 文件
    ♦ 支持 Gliwa T1、Green Hills、iSystem、Lauterbach Trace32、Vector 等生成的 trace文件的直接導入

 

 

網絡的時間特性分析
    --SymTA/S Network +TraceAnalyzer
    ♦ 捕獲網絡傳輸時間特性需求并建立參考模型
    ♦ 對因網絡變化或更新而產生的報文傳輸響應時間的影響進行預估
    ♦ 對網絡時間特性參數(如 CAN o?set 等)進行優化,降低信號延時
    ♦ 為 Gateway 信號選擇路由策略
    ♦ 在網絡 database 發布前,對傳輸時間及信號延時進行評估
    ♦ 將實際傳輸時間與需求進行對比,從而對時間特性進行驗證,并自動生成報告
    ♦ 確保從現有網絡架構到 CAN-FD 和以太網過渡的時間特性需求的滿足

ECU 的時間特性分析
    --SymTA/S ECU+TraceAnalyzer
    ♦ 捕獲 ECU 時間特性需求并建立參考模型
    ♦ 將實際運行時間與需求進行對比,從而對時間特性進行驗證,并自動生成報告
    ♦ 對代碼及執行時間進行優化,從而降低 CPU 負載率
    ♦ 對軟件架構、函數映射及任務調度進行優化,提供軟件可靠性
    ♦ 通過最差情況調度分析確保軟件分區和定時保護
    ♦ 確保單核 ECU 到多核 ECU 過渡的時間特性需求的滿足

    --AbsInt aiT+SymTA/S ECU +StackAnalyzer
    ♦ 保證代碼性能的聯合方案,其中 AbsInt aiT 可以為 SymTA/S ECU 提供任務的最差執行時間(WCET),以便得出更加準確的最差響應時間(WCRT);同時,StackAnalyzer 工具可以提供任務的最大堆棧量預計值,避免堆棧溢出錯誤

系統級的時間特性分析

 

 

 --SymTA/S System +TraceAnalyzer
    ♦ SymTA/S System 包括 SymTA/S Network 和 SymTA/S ECU模塊,可以把控制器和網絡結合起來,在系統級對信號延時進行建模、分析和驗證
    ♦ 進行“傳感器 -> 信號采集任務 -> 總線通信 -> 網關 -> 總線通信 -> 控制器任務 -> 執行器”整條鏈路的信號延時分析

 

應用&案例
FIAT 通過時間分析將 CAN 總線負載率提高到 70%
        菲亞特研發部門一直就采用 SymTA/S 來開發和驗證 CAN總線系統。工程師在開發下一代車型的時候,在系統 ECU 數量增多但不計劃采用 FlexRay 總線的前提下,提升 CAN 總線的通信能力(負載率提高到 70% 以上),但同時通過工具能夠確保設計的CAN總線滿足最大響應時間(Deadline)的要求。

 

 

寶馬公司通過時間分析確保 AFS 系統的時間可靠性
        寶馬公司開發的 AFS(Active Front Steering)控制器,是電子控制轉向干預技術(electronically controlled steering intervention)在大的實際項目中的應用。BMW 公司使用Symtavision 公司的 SymTA/S 工具來找到軟件運行的極端情況,同時生成分析結果和各種圖表,而開發人員甚至不需要了解調度分析相關的數學計算公式。SymTA/S 具有豐富的軟件接口,可以將采集到的運行數據以 XML 格式輸入到 SymTA/S 中。SymTA/S 對所有的情況進行分析,并以圖形的方式解釋問題發生的原因。

 

 

 

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