6、航天嵌入式软件可信性保障关键技术和应用
发布时间：2020-09-10
信息来源：北京市科学技术委员会网站
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该成果属于软件工程领域。嵌入式软件是航天器的重要组成部分，其可信性直接影响航天任务成败。航天嵌入式软件具有强实时、中断并发、控制模式转换复杂等特点，其可信性保障是国内夕卜公认的重大挑战。成果提出并建立了以技术体系为核心，以标准、规范和工具为手段的软件可信保障系统解决方案。主要创新如下：
1.建立了航天嵌入式软件可信保障技术体系，解决了嵌入式软件可信性系统保障的理论难题，研发了具有完全自主知识产权的可信保障集成环境，实现了软件交付后千行代码缺陷率下降90%,生产率提升20%以上。
2.建立了嵌入式软件缺陷预防、检测和定位的成套方法，突破了可信编程、数值型缺陷检测、中断数据访问冲突检测、动态时序建模和验证及缺陷准确定位等核心技术，研制了配套的保障工具集，解决了并发多重中断驱动嵌入式软件动态时序和程序实现正确性保障的难题，软件缺陷检测效率提高3倍以上。
3.提出了一种利用高阶Lie-导数的混成系统渐近稳定性判定方法和一种基于变量替换的带有超越函数混成系统抽象方法，解决了混成系统渐近稳定性判定和安全性形式验证的理论难题，实质性地推动了混成系统验证技术的进步，首次实现了我国航天关键复杂嵌入式软件控制行为的形式验证。
4.提出了融合开发过程、软件产品、可信要素、工具使用等多维属性的航天嵌入式软件可信性分级度量评估方法，建立了基于全生命周期的可信性分级度量模型，研制了可信度量评估工具，解决了嵌入式软件可信性定量度量的难题，实现了嵌入式软件从分散的可信侧面定性度量向系统化定量度量的转变。
该成果获授权发明专利30项、软件著作权18项，发表论文80余篇，出版专著1部，研制了16套可信保障工具和集成环境。成果已在载人航天和探月工程等国家重大专项中全面应用，系统地保障和显著提高了我国航天嵌入式软件的可信性，实现了软件可信性保障从局部到系统、从依赖人到依赖工具的转变，有力地支撑了我国重大航天任务的顺利实施，并广泛应用到多个民用安全关键领域，多项软件产品市场占有率居国内领先地位。
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