Symtavision—分散式嵌入式系統時間建模分析和驗證工具

Symtavision工具為Luxoft公司提供的一款分散式嵌入式系統時間特性建模、分析和驗證工具，主要應用於汽車領域。經緯恆潤 聯合Symtavision工具廠商能夠為客戶提供完整的系統級時間特性建模、分析和驗證工具鏈以及專案諮詢服務。

近年來，隨著系統複雜度的提升，由於某任務的執行或報文的傳輸沒有在特定的時間內完成而造成的系統功能性故障的問題愈發普遍，由此，對系統實時性需求的滿足正得到越來越多的關注。此外，諸多行業標準，如ISO26262、IEC61508、EN50128等均對分散式系統的時間特性分析和驗證有明確的要求。Symtavision工具中的SymTA/S和TraceAnalyzer模組能夠很好的對嵌入式系統進行時間特性建模模擬、分析和驗證，進而滿足相關功能安全標準的要求。

- SymTA/S–時間建模、分析和驗證工具

• 在ECU、匯流排和系統級不同層面完成實時系統的時間特性建模、分析和驗證，相應的有SymTA/S ECU、SymTA/S Network、SymTA/S System三種配置可選
• 時間特性需求捕獲和建模
• 軟體功能和報文傳輸響應時間分析，包括最差響應時間分析（WCRT Analysis），時間特性模擬分析（Distribution Analysis）和特定情境分析（Scenario Analysis）

• 支援系統級的端到端（End-to-End）的時間分析
• 系統資源和（軟體/網路）架構設計分析及最佳化
• 資料一致性分析（單核或多核CPU）
• 支援AUTOSAR OS、RTA OSEK、Generic OSEK、ERC OSEK等實時作業系統，支援CAN、FlexRay、LIN、Ethernet(Standard/AVB/Time-Triggered）匯流排
• 可以匯入dbc、fibex、oil、xml、AUTOSAR等配置檔案，自動生成模型

- TraceAnalyzer–時間特性分析和驗證工具

• 匯入ECU任務響應時間或匯流排報文傳輸時間記錄檔案，進行影像化顯示，定位問題，對已實現的真實系統的時間特性進行分析
• 將系統實際執行的時間特性與需求進行對比，進而對系統時間特性進行驗證
• 將trace檔案生成的時間特性模型匯入SymTA/S進行分析
• 可以匯入CSV、XML、ASC、OT1等格式的trace檔案
• 支援Gliwa T1、Green Hills、iSystem、Lauterbach Trace32、Vector等生成的trace檔案的直接匯入

- 網路的時間特性分析--SymTA/S Network+TraceAnalyzer

• 捕獲網路傳輸時間特性需求並建立參考模型
• 對因網路變化或更新而產生的報文傳輸響應時間的影響進行預估
• 對網路時間特性引數（如CAN offset等）進行最佳化，降低訊號延時
• 為Gateway訊號選擇較佳路由策略
• 在網路database釋出前，對傳輸時間及訊號延時進行評估
• 將實際傳輸時間與需求進行對比，從而對時間特性進行驗證，並自動生成報告
• 確保從現有網路架構到CAN-FD和乙太網過渡的時間特性需求的滿足

- ECU的時間特性分析--SymTA/S ECU+TraceAnalyzer

• 捕獲ECU時間特性需求並建立參考模
• 將實際執行時間與需求進行對比，從而對時間特性進行驗證，並自動生成報告
• 對程式碼及執行時間進行最佳化，從而降低CPU負載率
• 對軟體架構、函式對映及任務排程進行最佳化，提供軟體可靠性
• 透過最差情況排程分析確保軟體分割槽和定時保護
• 確保單核ECU到多核ECU過渡的時間特性需求的滿足

-系統級的時間特性分析--SymTA/S System+TraceAnalyzer

• SymTA/S System包括SymTA/S Network和SymTA/S ECU模組，可以把控制器和網路結合起來，在系統級對訊號延時進行建模、分析和驗證
• 進行“感測器->訊號採集任務->匯流排通訊->閘道器->匯流排通訊->控制器任務->執行器”整條鏈路的訊號延時分析

-FIAT透過時間分析將CAN匯流排負載率提高到70%

菲亞特研發部門一直就採用SymTA/S來開發和驗證CAN匯流排系統。工程師在開發下一代車型的時候，在系統ECU數量增多但不計劃採用FlexRay匯流排的前提下，將CAN匯流排的通訊能力發揮到較大（負載率提高到70%以上），但同時透過工具能夠確保設計的CAN匯流排滿足最大響應時間（Deadline）的要求。

- 寶馬公司透過時間分析確保AFS系統的時間可靠性

寶馬公司開發的AFS（Active Front Steering）控制器，是電子控制轉向干預技術（electronically controlled steering intervention）首次在大的實際專案中的應用。BMW公司使用SymTA/S工具來找到軟體執行的極端情況，同時生成分析結果和各種圖表，而開發人員甚至不需要了解排程分析相關的數學計算公式。SymTA/S具有豐富的軟體介面，可以將採集到的執行資料以XML格式輸入到SymTA/S中。SymTA/S對所有的情況進行分析，並以圖形的方式解釋問題發生的原因。