Compositional modeling of globally asynchronous locally synchronous (GALS) architectures in a polychronous model of compotation
Modélisation compositionnelle d'architectures globalement asynchrones - localement synchrones (GALS) dans un modèle de calcul polychrone
Résumé
AADL is dedicated to high-level design and evaluation of embedded systems. It allows describing both system structure and functional aspects via a component-based approach, e.g., GALS system. The polychronous model of computation stands out from other synchronous specification models by the fact that it allows one specifying a system whose components can have their own activation clocks. It is well adapted to support a GALS design methodology. Its framework Polychrony provides models and methods for modeling, transformation and validation of embedded systems. This thesis proposes a methodology for modeling and validation of embedded systems specified in AADL via the multi-clock synchronous programming language Signal. This methodology includes system-level modeling via AADL, automatic transformations from the high-level AADL model to the polychronous model, code distribution, formal verification and simulation of the obtained polychronous model. Our transformation takes into account both the system architecture, particularly described in Integrated Modular Avionics (IMA), and functional aspects, e.g., software components implemented in the polychronous language Signal. AADL components are modeled into the polychronous MoC within the IMA architecture using a library of ARINC services. The AADL Behavior Annex is interpreted into the multi-clocked MoC using SSA as an intermediate formalism. Distributed code generation is obtained with Polychrony. Formal verification and simulation are carried out on two case studies that illustrate our methodology for the reliable design of AADL applications.
AADL est dédié à la conception de haut niveau et l'évaluation de systèmes embarqués. Il permet de décrire la structure d'un système et ses aspects fonctionnels par une approche à base de composants. Des processus localement synchrones sont alloués sur une architecture distribuée et communiquent de manière globalement asynchrone (système GALS). Une spécificité du modèle polychrone est qu'il permet de spécifier un système dont les composants peuvent avoir leur propre horloge d'activation : il est bien adapté à une méthodologie de conception GALS. Dans ce cadre, l'atelier Polychrony fournit des modèles et des méthodes pour la modélisation, la transformation et la validation de systèmes embarqués. Cette thèse propose une méthodologie pour la modélisation et la validation de systèmes embarqués spécifiés en AADL via le langage synchrone multi-horloge Signal. Cette méthodologie comprend la modélisation de niveau système en AADL, des transformations automatiques du modèle AADL vers le modèle polychrone, la distribution de code, la vérification formelle et la simulation du modèle polychrone. Notre transformation prend en compte l'architecture du système, décrite dans un cadre IMA, et les aspects fonctionnels, les composants logiciels pouvant être mis en œuvre en Signal. Les composants AADL sont modélisés dans le modèle polychrone en utilisant une bibliothèque de services ARINC. L'annexe comportementale d'AADL est interprétée dans ce modèle via SSA. La génération de code distribué est obtenue avec Polychrony. La vérification formelle et la simulation sont effectuées sur deux études de cas qui illustrent notre méthodologie pour la conception fiable des applications AADL.
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