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Symtavision-分布式控制系统时间建模分析和验证工具

概述  

        德国Symtavision 企业是分布式控制系统时间建模、分析和验证工具 的供应商。为客户提供完整 的系统级时间特性建模、分析和验证 的工具链以及项目咨询服务。在具有实时性要求 的复杂 的分布式控制系统开发过程中,对系统时间特性进行建模、分析和后期验证是非常必要 的。
 

 

产品先容

        近年来,随着系统复杂度 的提升,由于某任务 的实行或报文 的传输没有在特定 的时间内完成而造成 的系统功能性故障 的问题愈发普遍,由此,对系统实时性需求 的满足正得到越来越多 的关注。此外,诸多行业标准,如ISO26262、IEC61508、EN50128 等均对分布式系统 的时间特性分析和验证有明确 的要求。Symtavision,作为一家具有十年经验 的专注于嵌入式实时系统时间特性解决方案研究 的企业,所提供 的SymTA/S 和TraceAnalyzer 工具能够很好 的满足对系统实时传输信号 的需求。

• SymTA/S –时间建模、分析和验证工具  

    ♦   在 ECU、总线和系统级不同层面完成实时系统 的时间特性建模、分析和验证,相应 的有SymTA/S ECU、SymTA/SNetwork、SymTA/S System 三种配置可选
    ♦   时间特性需求捕获和建模
    ♦    App功能和报文传输响应时间分析,包括最差响应时间分析(WCRT Analysis),时间特性仿真分析(DistributionAnalysis)和特定情境分析(Scenario Analysis)
    ♦    支撑系统级 的端到端(End-to-End) 的时间分析
    ♦   系统资源和(App/网络)架构设计分析及优化
    ♦    数据一致性分析(单核或多核CPU)

    ♦   支撑AUTOSAR OS、RTA OSEK、Generic OSEK、ERCOSek、ARINC653 等实时操作系统, 支撑CAN、FlexRay、LIN、Ethernet(Standard/AVB/Time-Triggered)、TTP、ARINC664(AFDX) 等总线
    ♦   可以导入dbc、fibex、oil、xml、AUTOSAR等配置文件,自动生成模型

 

 

• TranceAnalyzer –时间特性分析和验证工具
    ♦   导入ECU任务响应时间或总线报文传输时间记录文件,进行图像化显示,定位问题,对已实现 的真实系统 的时间特性进行分析
    ♦   将系统实际运行 的时间特性与需求进行对比,进而对系统时间特性进行验证
    ♦   将trace文件生成 的时间特性模型导入SymTA/S进行分析

    ♦   将trace文件生成 的时间特性模型导入SymTA/S进行分析
    ♦   可以导入CSV、XML、ASC、OT1等格式 的trace文件
    ♦   支撑Gliwa T1, Green Hills, iSystem, Lauterbach Trace32,Vector 等生成 的trace 文件 的直接导入
 

 

功能先容

1. 网络 的时间特性分析

        --SymTA/S Network +TraceAnalyzer

• 捕获网络传输时间特性需求并建立参考模型

对因网络变化或更新而产生 的报文传输响应时间 的影响进行预估

• 对网络时间特性参数(如CAN offset等)进行优化,降低信号延时

 为Gateway信号选择路由策略

 在网络database发布前,对传输时间及信号延时进行评估

 将实际传输时间与需求进行对比,从而对时间特性进行验证,并自动生成报告

• 确保从现有网络架构到CAN-FD和以太网过渡 的时间特性需求 的满足

 

2. ECU 的时间特性分析

        --SymTA/S ECU+TraceAnalyzer

• 捕获ECU时间特性需求并建立参考模型

• 将实际运行时间与需求进行对比,从而对时间特性进行验证,并自动生成报告

• 对代码及实行时间进行优化,从而降低CPU负载率

• 对App架构、函数映射及任务调度进行优化,提供App可靠性

• 通过最差情况调度分析确保App分区和定时保护

• 确保单核ECU到多核ECU过渡 的时间特性需求 的满足

        --AbsInt aiT+SymTA/S ECU +StackAnalyzer

• 保证代码性能 的联合方案,其中AbsInt aiT可以为SymTA/SECU 提供任务 的最差实行时间(WCET),以便得出更加准确 的最差响应时间(WCRT);同时,StackAnalyzer 工具可以提供任务堆栈量预计值,避免堆栈溢出错误

 

3. 系统级 的时间特性分析

        --SymTA/S System +TraceAnalyzer

 

 

• SymTA/S System包括SymTA/S Network和 SymTA/S ECU模块,可以把控制器和网络结合起来,在系统级对信号延时进行建模、分析和验证

• 进行“传感器->信号采集任务->总线通信->网关->总线通信-> 控制器任务-> 实行器”整条链路 的信号延时分析

 

应用&案例
1. FIAT通过时间分析将CAN总线负载率提高到70%

        菲亚特研发部门一直就采用SymTA/S 来开发和验证CAN总线系统。工程师在开发下一代车型 的时候,在系统ECU 数量增多但不计划采用FlexRay 总线 的前提下,将CAN 总线 的通信能力发挥到很大(负载率提高到70% 以上),但同时通过工具能够确保设计 的CAN 总线满足响应时间(Deadline) 的要求。


 

2. 宝马企业通过时间分析确保AFS系统 的时间可靠性
       
宝马企业开发 的AFS(Active Front Steering)控制器,是电子控制转向干预技术(electronically controlled steeringintervention)在大 的实际项目中 的应用。BMW 企业使用Symtavision 企业 的SymTA/S 工具来找到App运行 的极端情况,同时生成分析结果和各种图表,而开发人员甚至不需要了解调度分析相关 的数学计算公式。SymTA/S 具有丰富 的App接口,可以将采集到 的运行数据以XML 格式输入到SymTA/S 中。SymTA/S 对所有 的情况进行分析,并以图形 的方式说明问题发生 的原因。

 

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