信息物理融合系统-研究热点.pdf

专题 第 9 卷  第 7 期  2013 年 7 月 CPS研究热点概述 陈铭松　黄赛杰　李　昂 关键词 ：模型融合　建模语言　模型检验 华东师范大学 随着嵌入式系统发展的日 Conference, DATE)、分布式计 与物理进程之间如何交互以及它 新月异，嵌入式系统在许多高精 算与系统国际会议(International 们融合时所表现出来的行为[3] 。 尖领域发挥着巨大的作用。但是 Conference on Distributed Compu- 基于模型的分析可以更好地认识 由于人们对计算世界与物理世界 ting Systems, ICDCS)、决策与控 CP S 的行为，通过模型驱动的设 缺乏全面认识，导致目前的嵌入 制会议(Conference on Decision and 计可以提高设计自动化程度与减 式系统还不能对物理世界实现高 Control, CDC) 等，近年来连续开 少精化过程中的错误。 效的 “感、执、传、控”。因此， 展关于CPS 的专题讨论。而新诞 典型的CP S 建模通常需要 新一代嵌入式系统必须将计算世 生的CPS 领域国际会议——信息 考虑到物理环境、软硬件平台和 界和物理世界作为一个紧密交互 物理融合系统国际会议(Interna- 网络的模型。此外，在这些模型 的整体来进行认知，实现一个集 tional Conference on Cyber Physical 中还需要进一步考虑软件调度、 计算、通信与控制于一体的深度 Systems, ICCPS) 更是热门，在短 网络延时、功耗能耗等一系列功 融合的理论体系与技术框架，这 时间内已成为学术界重点关注对 能与非功能的因素。如何设计一 就是信息—物理融合系统(cyb er 象，呈现出蓬勃的生命力。 个统一的建模框架，以便准确刻 physical system, CPS)[1,2] 。 画开放环境下控制和计算的有机 作为新一代的信息技术热点， 热点基础研究 融合，是CP S 领域面临的一个 CPS 自从诞生之日起就得到了 挑战。学术界正在尝试从模型融 各国政府的关注。美国、欧盟乃 物理系统与计算系统存在着 合、建模语言、模型语义扩充等 至日本、韩国等均已在相关领域 巨大的差别，使用传统方法实现 多个角度完善信息—物理融合系 投入大量人力、物力进行科研攻 两种系统的有机融合非常困难。 统的建模机制。目前在理论与工 关。相关的重要学术会议，例如 照搬传统嵌入式的技术与方法设 具方面已取得了一些突破，具体 实时系统会议(Real Time Systems 计出的CPS 除了效率低下外，安 如下 ： Symposium, RTSS)、嵌入式软 全性、可靠性也难以保证。因此， 模型融合　由于CP S 既包 件国际会议(International Confer- 针对CPS 的特性，学术界和工业 含物理部件又包含计算部件，因 ence on Embedded Software, EM- 界对CPS 设计与开发进行了广泛 此该系统牵涉到多种不同类型的 SOFT)、设计自动化会议(Design 而又深入的研究。 计算模型。如何在统一的框架下 Automation Conference, DAC)、欧 使用多种计算模型来同时对CPS CPS建模 洲设计自动化与测试会议(De- 进行建模，是CP S 领域的一大 sign, Automation Test in Europe CP S 建模需要刻