Aide à la conception des systèmes embarqués intelligents
No Thumbnail Available
Date
2025
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Université d'Oum El Bouaghi
Abstract
De nos jours, de nombreux systèmes embarqués (SEs) doivent s'adapter automatiquement en cours d'exécution pour répondre aux conditions changeantes ou aux exigences évolutives, nécessitant ainsi la capacité d'auto-adaptation. Cette catégorie de SEs est largement utilisée dans des secteurs tels que les maisons intelligentes, les systèmes automobiles, les réseaux de communication, la surveillance environnementale, et bien plus encore. Malgré sa prévalence, les recherches sur la conception de haut niveau des systèmes embarqués auto-adaptatifs (SEAA) restent limitées, en particulier dans le domaine de l'ingénierie des exigences (IE). De plus, il n'existe actuellement aucune référence établie pour guider le développement de l'IE spécifiquement pour les SEs. Notre recherche vise donc à:
1. Développer un métamodèle (MM4SAES) définissant les concepts essentiels et les relations à prendre en compte dans le développement des SEAAs en s'appuyant sur le modèle MAPE-K.
2. Proposer, sur la base de MM4SAES, un processus complet d'ingénierie des exigences pour les systèmes embarqués auto-adaptatifs (REP4SAES). Ce processus intègre trois approches clés de l'ingénierie des exigences pour les systèmes auto-adaptatifs : la mitigation des incertitudes à travers des exigences flexibles, la modélisation des exigences pour le comportement adaptatif (objectifs d'adaptation) en tant que méta-exigences (exigences concernant les exigences régulières du système), et l'examen des exigences pour le comportement fonctionnel des boucles de rétroaction.
3. Propose, durant la phase de spécification des exigences, un nouveau profil SysML nommé SysML4SAS visant à enrichir les diagrammes d'exigences et le diagramme de définition de blocs avec de nouveaux stéréotypes et relations.
4. Faciliter notre processus grâce à une suited'outils permettant de rationaliser et simplifier le flux de travail de l'ingénierie des exigences.
In today's world, many embedded systems (ESs) need to adapt dynamically at runtime in response to changing conditions or evolving requirements, necessitating the capability for self-adaptation. This class of ES is widely used across sectors such as smart homes, automotive systems, communication networks, environmental monitoring, and more. Despite its prevalence, there remains limited research into the high-level design of self-adaptive embedded systems (SAES), particularly within the field of requirements engineering (RE). Additionally, no established references currently exist to guide RE development specifically for ES. Our research thus seeks to:
1. Develop a metamodel (MM4SAES) that defines the essential concepts and relationships to consider in the development of SAES based on MAPE-K.
2. Proposes, based on MM4SAES, a comprehensive requirements engineering process for self-adaptive embedded systems (REP4SAES). This process incorporates three key approaches to requirements engineering for self-adaptive systems: mitigating uncertainties through relaxed requirements, modeling requirements for adaptive behavior (adaptation goals) as meta-requirements (requirements concerning the system's regular requirements), and examining requirements for the functional behavior of feedback loops.
3. Proposes, during the requirements specification phase, a new SysML profile named SysML4SAS aimed at enriching requirement diagrams and the block definition diagram with new stereotypes and relationships.
4. Facilitate this process through a suite of tools that streamline and simplify the requirements engineering workflow.
في عالم اليوم، تحتاج العديد من الأنظمة المدمجةإلى التكيف ديناميكيًا أثناء التشغيل استجابةً للظروف المتغيرة أو المتطلبات المتطورة، مما يستدعي القدرة على التكيف الذاتي. يُستخدم هذا النوع من الأنظمة المدمجة على نطاق واسع في مجالاتمتعددة مثل المنازل الذكية، أنظمة السيارات، شبكات الاتصال، مراقبة البيئة، وغيرها. و على الرغم من انتشارها، لا تزال الأبحاث حول التصميم عالي المستوى للأنظمة المدمجة ذاتية التكيفمحدودة، خاصة في مجال هندسة المتطلبات.علاوة على ذلك، لا توجد مراجع معتمدة حاليًا لتوجيه تطوير هندسة المتطلبات الخاصة بالأنظمة المدمجة.
تهدف أبحاثنا إلى:
1. تطوير ميتاموديل (MM4SAES) يحدد المفاهيم الأساسية والعلاقات التي يجب مراعاتها في تطوير الأنظمة المدمجة ذاتية التكيف، وذلك بناءً على نموذج MAPE-K.
2. اقتراح عملية شاملة لهندسة المتطلبات للأنظمة المدمجة ذاتية التكيف (REP4SAES) تعتمد علىMM4SAES.تدمج هذه العملية ثلاث مقاربات رئيسية لهندسة المتطلبات للأنظمة ذاتية التكيف: التخفيف من الشكوك من خلال متطلبات مرنة، ونمذجة المتطلبات للسلوك التكيفي (أهداف التكيف) كمتطلبات فوقية (متطلبات تتعلق بالمتطلبات الاعتيادية للنظام)، ودراسة المتطلبات للسلوك الوظيفي لدورات التغذية الراجعة.
3. اقتراح خلال مرحلة تحديد المتطلبات، تعريف جديد لـSysMLيُسمى SysML4SAS يهدف إلى إثراء مخططات المتطلبات ومخطط تعريف الكتل بأنماط جديدة وعلاقات جديدة.
4. تسهيل هذه العملية من خلال مجموعة من الأدوات التي تبسط وتسهل سير عمل هندسة المتطلبات.
Description
Keywords
Système embarqué; Auto-adaptatif ; Processus de conception; Conception de haut niveau; Ingénierie des exigences; Métamodèle; MAPE-K