C-DEVS형식론을 이용한 실시간 이산사건 제어시스템의 논리 해석 기법

Logical Analysis of Real-time Discrete Event Control Systems Using Communicating DEVS Formalism

실시간 시스템의 복잡도가 증가함에 따라 임시방편적 시스템 해석 방법은 시스템 동작 영역 전체를 완전하게 분석하는 데는 한계가 있다. 모델링을 기반으로 한 정형 기법은 그러한 한계점을 극복 할 수 있다. 본 논문은 모델 기반 정형 기법을 이용하여 실시간 시스템의 안전성 및 필연성 등과 같은 논리적 타당성을 이산 사건 모델 수준에서 분석하는 방법을 제안한다. 먼저, 분석 대상 실시간 시스템은 이산사건 수준에서 계층적으로 모듈화하여 모델을 명세하는 수학적 형식론인 DEVS (Discrete Event Systems Specification) 형식론으로 기술된다. 다음으로, 기술된 DEVS 모델은 시간 명세가 포함된 전역 상태 공간을 표현하는 C-DEVS (Communicating DEVS) 형식론으로 표현한 후 C-DEVS 형식론의 해석 알고리즘을 통해 시스템 동작을 분석된다. 제안된 C-DEVS 형식론 및 해석 알고리즘은 주어진 시스템의 동작 특성을 분석하는 과정에서 시스템의 상태 공간을 완전하게 빠짐없이 탐색하는 것을 보장한다. 간단한 건널목 제어 시스템의 안전성 분석 사례 연구를 통하여 제안된 모델 기반 해석 기법의 효율성을 예시 하였다.

As complexity of real-time systems is being increased ad hoc approaches to analysis of such systems would have limitations in completeness and coverability for states space search. Formal means using a model-based approach would solve such limitations. This paper proposes a model-based formal method for logical analysis, such as safety and liveness, of real-time systems at a discrete event system level. A discrete event model for real-time systems to be analyzed is specified by DEVS(Discrete Event Systems Specification) formalism, which specifies a discrete event system in hierarchical, modular manner. Analysis of such DEVS models is performed by Communicating DEVS (C-DEVS) formalism of a timed global state transition specification and an associated analysis algorithm. The C-DEVS formalism and an associated analysis algorithm guarantees that all possible states for a given system are visited in an analysis phase. A case study of a safety analysis for a rail road crossing system illustrates the effectiveness of the proposed method of the model-based approach.