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【6h】

环绕智能环境下感知系统行为模型建立及性能分析

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第1章绪论

1.1课题研究背景及其意义

1.1.1研究背景

1.1.2研究意义

1.2国内外研究现状

1.2.1环绕智能与感知系统研究现状

1.2.2系统级设计方法研究现状

1.3论文的主要研究内容

1.4论文的结构

第2章模型驱动的系统级设计方法

2.1模型驱动的系统级设计方法概述

2.2建模与分析

2.3软硬件工程学方法

2.4 POOSL建模语言

2.4.1 POOSL语言说明

2.4.2 POOSL建模工具介绍

2.5本章小结

第3章嵌入式系统的系统级分析与设计

3.1嵌入式系统概念与面向对象技术

3.2嵌入式系统生命周期及开发过程

3.3基于UML的嵌入式系统系统级描述方法

3.3.1需求分析

3.3.2系统分析

3.4 UML模型与POOSL模型的转换方法

3.5本章小结

第4章环绕智能环境下感知系统分析及描述

4.1环绕智能概念及感知系统定义

4.2需求分析

4.2.1功能需求分析

4.2.2服务质量需求分析

4.3系统分析

4.3.1系统功能模块划分

4.3.2技术选型

4.3.3系统工程领域划分

4.3.4平台选择

4.3.5系统部署

4.4本章小结

第5章感知系统行为模型的建立

5.1系统顶层模型的建立

5.2资源类模型

5.3手持设备类模型

5.4感知节点类模型

5.4.1蓝牙核心部件类模型

5.4.2微控制器类模型

5.4.3缓冲器类模型

5.5交换系统类模型

5.6本章小结

第6章模型验证与系统性能分析

6.1系统仿真平台搭建及设置

6.1.1模型待获取的性能参数

6.1.2随机样本模型

6.1.3模型仿真的配置参数

6.2模型的验证

6.2.1模型的行为验证

6.2.2模型的随机样本验证

6.3性能测试与分析

6.3.1感知响应延时分析

6.3.2系统数据传输的平均延时,速率及稳定性

6.3.3内存缓冲区分析

6.4原型系统设计方案评估及系统实现指导

6.5本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致 谢

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摘要

随着环绕智能概念的提出,计算机领域迎来了新的计算模式。而感知系统是环绕智能环境中最核心的部分,也是当今研究热点。如何有效的设计并实现像感知系统这样一套复杂的嵌入式系统,已成为当今面临的重要难题之一。传统的嵌入式系统设计方法已经不能适应嵌入式系统日趋复杂化的需要.而采用系统级设计方法能提高系统设计的抽象层次,在嵌入式系统软硬件实现前通过建立系统形式化可执行模型,进行定性和定量地分析系统性能指标、确定早期设计方案的可行性,从而可以降低开发成本、节省开发时间。 本文针对环绕智能环境下感知系统的特点,利用UML以及POOSL语言深入研究分析了系统级设计流程及建模技术,并以一种初期的设计方案为例,对其建立了系统级模型并进行了性能评估,并对设计方案进行优化和改进。本文所开展的具体工作如下: 首先,本文详细阐述了模型驱动的系统级设计方法,以及软硬件工程学方法。并通过比较目前流行的系统级建模语言,确立了POOSL语言在系统级设计方面的优势;通过结合现有的嵌入式系统开发与设计方法,总结出一套面向对象的嵌入式系统系的统级别分析与设计方法,并阐述了如何利用POOSL语言完成嵌入式系统的系统级设计。 其次,以环绕智能概念为背景,详细分析了感知系统的需求,完成了感知系统的原型设计,并用UML描述了分析及设计结果。通过自定义的转换方法,将UML模型转化为POOSL模型并加以细化,从而建立了感知系统的系统级行为模型和性能分析模型。 最后,通过仿真验证了模型的正确性,获得了系统感知相应平均延迟、数据传输平均延时及速率,以及主要缓冲区占用情况和负载变化对系统的影响等性能指标,对这些性能指标进行分析,得出了一些具有指导意义的结论,实现了对系统设计方案的评估,提出了改进的措施,以及改进后的建模效果。 本文总结归纳了基于POOSL语言的系统级设计流程和系统级建模的方法,为快速而准确地建立系统可执行模型,并在设计早期阶段对系统的设计方案进行评估,对系统性能指标进行分析提供了指导。通过采用该方法,对环绕智能环境下的感知系统进行分析及系统级别建模,并验证了系统级建模及性能分析方法的正确性。本文的研究为嵌入式系统高层建模、设计方案评估和确定提供了新的方法。

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