Symtavision — 分布式控制系统时间建模分析和验证工具

hirain

概述
        德国Symtavision公司是全球领先的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。



产品介绍
        近年来，随着系统复杂度的提升，由于某任务的执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、DO178B、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公司，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/S Network、SymTA/S System 三种配置可选
    ♦ 时间特性需求捕获和建模
    ♦ 软件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（Distribution Analysis）和特定情境分析（Scenario Analysis）
    ♦ 支持系统级的端到端（End-to-End）的时间分析
    ♦ 系统资源和（软件 / 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 持 AUTOSAR OS、RTA OSEK、Generic OSEK、ERCOSek、ARINC653 等实时操作系统、支持 CAN、FlexRay、LIN、Ethernet（Standard/AVB/Time-Triggered）、TTP、ARINC664(AFDX) 等总线
    ♦ 可以导入 dbc、fbex、oil、xml、AUTOSAR 等配置文件，自动生成模型
• TraceAnalyzer – 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
    ♦ 可以导入 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文件的直接导入



• 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 信号选择最佳路由策略
    ♦ 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
• 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
    ♦ 对代码及执行时间进行优化，从而降低 CPU 负载率
    ♦ 对软件架构、函数映射及任务调度进行优化，提供软件可靠性
    ♦ 通过最差情况调度分析确保软件分区和定时保护
    ♦ 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/S ECU 提供任务的最差执行时间（WCET），以便得出更加准确的最差响应时间（WCRT）；同时，StackAnalyzer 工具可以提供任务的最大堆栈量预计值，避免堆栈溢出错误
• 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 -> 执行器”整条链路的信号延时分析

应用&案例
• 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最大（负载率提高到 70% 以上），但同时通过工具能够确保设计的CAN总线满足最大响应时间（Deadline）的要求。



• 宝马公司通过时间分析确保 AFS 系统的时间可靠性
        宝马公司开发的 AFS（Active Front Steering）控制器，是电子控制转向干预技术（electronically controlled steering intervention）首次在大的实际项目中的应用。BMW 公司使用Symtavision 公司的 SymTA/S 工具来找到软件运行的极端情况，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 具有丰富的软件接口，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，并以图形的方式解释问题发生的原因。




恒润科技