Skip to main content
SUPERVISOR
علی ابن نصیر (استاد مشاور) وحید غفاری نیا (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mohsen Fazelinia
محسن فاضلی نیا

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391
: Avionics systems play a critical role in the operation of aircrafts. The demand for more safety and higher performance has increased the complexity of these systems. The design of these software-intensive networked systems should be dependable and verifiable according to the airworthiness regulations. Thus, detailed analysis and verification of complex and safety critical avionics systems is required, especially at the initial stages of the design. Formal methods provide a good framework for the specification and verification of complex systems from the initial high level design to the final detailed design phase. Here a system was designed for the flight control of a light commercial aircraft. The aim was to satisfy the many functional, operational and safety requirements that are necessary for the aircraft flight control based on the aviation standards. The designed flight control system (FCS) was formally specified and verified using the Architecture Analysis Design Language (AADL, SAE 5506 Standard). All formal analysis, supported by the AADL toolbox, was carried out on the formal model of the FCS. Fault tree analysis, fault hazard analysis, system safety assessment, flow latency, connection binding consistency, resource allocation analysis and fault impact analysis are among the performed analysis. The initial design and specification was further improved based on the results of formal verifications. The AADL was also employed to describe and verify the behavioral characteristics of the FCS. The results showed that the designed FCS, after required modifications and enhacements, successfully satisfies the requirements and can be the basis for advanced design stages. Keywords: AADL, Flight Control, Formal method, avionics, Error model, SSA. Isfahan
سامانه های اویونیک از نظر قابلیت اتکاپذیری جزو قابل اطمینان ترین تجهیزات الکترونیکی هستند. این سامانه ها در یک شبکه نسبتا پیچیده با سایر سامانه ها تعامل دارند و به صورت بلادرنگ وظایف محوله را اجرا می کنند. طراحی این سامانه ها از استخراج نیازمند یها تا پیاده سازی و ارزیابی نهایی باید مطابق استانداردهای هوایی انجام شود به طوری که ضمن ارائه کارکردهای مورد نیاز، ایمنی سخت افزار و نرم افزار آن نیز قابل اثبات باشد. در مراحل اولیه طراحی، که معماری سطح بالای سامانه ها و سیستم کلی متشکل از آن ها طراحی می شود و جزئیات سخت افزاری و نرم افزاری آن مشخص نیست روش های صوری یک ابزار قدرتمند برای توصیف و ارزیابی سامانه ها فراهم می کنند. در روش های صوری مشخص هها و رفتار سیستم به زبان ریاضی و منطقی توصیف می شود و از مدل حاصل برای تحلیل عملکرد آن استفاده م یشود. از جمله مزیت های روش صوری، پردازش خودکار قوانین و فرضی ههای حاکم بر رفتار سیستم و آزمودن سخت افزار و نرم افزار اجزای مختلف آن قبل از نهایی شدن طرح است. زبان AADL یکی از رایج ترین زبان های تحلیل و طراحی معماری است که ویژگی های آن در قالب استاندارد SAE AS5506 تدوین شده است. این زبان مبتنی برگرافیک و متن است و برای بیان معماری نرم افزاری سامانه ها، بر اساس مدل های ارائه شده مورد استفاده قرار می گیرد. در این پروژه به تحلیل و طراحی صوری سامانه کنترل پرواز هواپیما، به عنوانی یکی از مهم ترین و پیچیده ترین سامانه های اویونیک هواپیما، پرداخته شده است. در ابتدا نیازمندی های سامانه کنترل پرواز با توجه به کارکردهای یک هواپیمای مسافری تجاری استخراج شد. سپس بر اساس نیازمندی های سامانه و همچنین مشخصات مدل های مشابه، یک معماری سطح بالا برای سامانه کنترل پرواز ارائه شد. این معماری توسط نرم افزار تحلیل و مدل سازی AADL به صورت صوری مدل سازی شد. در ادامه ویژگی ها و خصوصیات اجزای مختلف سیستم شامل ورودی خروجی ها، ارتباطات و اجزای - داخلی هر سیستم به مدل مورد نظر اضافه گردید. برای سیست مها و زیر سیست مهای مختلف، مد لهای خطا، وضعیت انتشار خطا، تاخیر مسیرها، توان محاسباتی مورد نیاز برای هر فرایند پردازشی و پیوند نر مافزار و سخت افزار در همه بخش های سخت افزاری و نر مافزاری مد ل لحاظ گردید. مدل صوری طراحی شده با استفاده ابزارهای AADL و سایر ابزار جانبی مانند AGREE مورد تحلیل قرار گرفت و بر اساس نتایج حاصل نقص های آن برطرف گردید. در نهایت حالت های خطا، تجزیه و تحلیل های درخت نقص، تحلیل مخاطرات کارکردی، تحلیل لایه های مختلف خطا در سیستم، پیوند سخت افزاری و نرم افزاری، تخصیص منابع محاسباتی مورد نیاز پردازنده و تاخیر مجاز مسیرهای انتقال داده مورد مقایسه و بررسی قرار داده شد و علاوه بر مشخص شدن نقاط حیاتی و کلیدی سیستم یک مدل قابل استناد برای پیاده سازی سامانه کنترل پرواز هواپیما ارائه گردید. کلمات کلیدی: مدل سازی صوری، اویونیک، زبان AADL ، سامانه کنترل پرواز.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی