[en] The engineering of embedded systems relies on two complementary activities: modeling on the one hand enables to represent the system, analysis on the other hand makes it possible to evaluate the various non-functional properties (for example, temporal properties with the real-time scheduling analysis). This thesis deals with the integration between these models and analyses: how to apply an analysis on a model? How to manage the analysis process?
The first part of this thesis presents a comprehensive approach to answer these questions. This approach is based on four application layers: (1) models to represent the system, (2) accessors to extract data from a model, (3) analyses to compute output data and/or properties from input data (4) contracts to represent the analysis interfaces and orchestrate the analysis process. The second part of this thesis deals with the experimentation of this approach with concrete systems coming from the aerospace: a drone, an exploratory robot and a flight management system. We demonstrate that the accessors enable to apply various real-time scheduling analyses on heterogeneous architectural models, for example written with the industry standard AADL (Architecture Analysis and Design Language) or the new time-triggered language CPAL (Cyber-Physical Action Language). In addition, contracts make it possible to automate complex analysis procedures: which analysis can be applied on a given model? Which are the analyses that meet a given goal? Are there analyses to be combined? Are there interferences between analyses? Etc. [fr] L’ingénierie des systèmes embarqués repose sur deux activités complémentaires : la modélisation d’une part permet de représenter le système, l’analyse d’autre part permet d’évaluer les diverses propriétés non-fonctionnelles (par exemple des propriétés temporelles via l’analyse d’ordonnancement temps réel). Cette thèse s’intéresse à l’intégration entre ces modèles et analyses: comment appliquer une analyse sur une modèle ? Comment gérer le processus d’analyse ?
La première partie de cette thèse présente une approche globale afin de répondre à ces questions. Cette approche s’organise autour de quatre couches applicatives: (1) les modèles qui représentent le système, (2) les accesseurs qui permettent d’extraire des données à partir d’un modèle, (3) l’analyse qui traite des données en entrée pour produire de nouvelles données ou propriétés en sortie, (4) des contrats qui décrivent les interfaces d’une analyse en termes de données et propriétés. La seconde partie de cette thèse est dédiée à l’expérimentation de cette approche sur des systèmes réels provenant du domaine aérospatial : un drone, un robot explorateur et un système de gestion de vol. Nous montrons que les accesseurs permettent d’appliquer diverses analyses d’ordonnancement temps réel sur des modèles architecturaux hétérogènes, par exemples décrits avec le standard industriel AADL (Architecture Analysis and Design Language) ou le nouveau langage dirigé par le temps CPAL (Cyber-Physical Action Language). En outre, nous montrons que les contrats peuvent être utilisés afin d’automatiser des procédures d’analyse complexes : quelle analyse peut être appliquée sur un modèle ? Quelles analyses remplissent les objectifs visés ? Peut-on combiner des analyses ? Y-a-t-il des interférences entre les analyses ? Etc.
Disciplines :
Computer science
Author, co-author :
Brau, Guillaume ; University of Luxembourg > Faculty of Science, Technology and Communication (FSTC) > Computer Science and Communications Research Unit (CSC)
Language :
English
Title :
Integration of the analysis of non-functional properties in Model-Driven Engineering for embedded systems
Alternative titles :
[fr] Intégration de l'analyse de propriétés non-fonctionnelles dans l'Ingénierie Dirigée par les Modèles pour les systèmes embarqués
Defense date :
13 March 2017
Institution :
Unilu - University of Luxembourg, Luxembourg, Luxembourg
