kth.sePublications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Advancements in Dependability Analysis of Safety-Critical Systems: Addressing Specification Formulation and Verification Challenges
KTH, School of Electrical Engineering and Computer Science (EECS).
2023 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Framsteg inom tillförlitlighetsanalys av säkerhetskritiska system : Utmaningar inom specifikationsformulering och verifiering (Swedish)
Abstract [en]

Safety-critical systems have garnered increasing attention, particularly regarding their dependability analysis. In modern times, these systems comprise numerous components, making it crucial to verify that lower-level components adhere to their specifications will ensure the overall system’s compliance with its top-level specification. However, two issues arise in this verification process. Firstly, many industrial applications lack lower-level natural-language specifications for their components, relying solely on toplevel specifications. Secondly, many current verification algorithms need to explore the continuous time evolution of the behavioral combinations of these components, and the combination of components to be explored will rise exponentially with the number of components. To address these challenges, this paper presents significant contributions. Firstly, it introduces a novel method that leverages the structures of redundancy systems to create naturallanguage specifications for components derived from a top-level specification. This approach facilitates a more efficient decomposition of the top-level specification, allowing for greater ease in handling component behaviors. Secondly, the proposed method is successfully applied to Scania’s brake system, leading to the decomposition of its top-level specification. To verify this decomposition, an existing verification algorithm is selected, and the results are impressive. The proposed method effectively addresses the issue of exponential growth in component behavior combinations, which was previously mentioned. Specifically, in the case of the Scania brake system, the number of combinations is dramatically reduced from 27 to a mere 13, showcasing the significant improvement achieved with the new method.

Abstract [sv]

Säkerhetskritiska system har fått ökad uppmärksamhet, särskilt när det gäller deras pålitlighetsanalys. I moderna tider består dessa system av talrika komponenter, vilket gör det avgörande att verifiera att komponenter på lägre nivå följer sina specifikationer för att säkerställa att hela systemet följer sin övergripande specifikation. Två utmaningar uppstår dock i denna verifieringsprocess. För det första saknar många industriella tillämpningar naturligspråksspecifikationer för komponenter på lägre nivå och förlitar sig enbart på övergripande specifikationer. För det andra behöver många nuvarande verifieringsalgoritmer utforska de kontinuerliga tidsutvecklingarna av beteendekombinationer hos dessa komponenter, och antalet kombinationer som ska utforskas ökar exponentiellt med antalet komponenter. För att tackla dessa utmaningar presenterar den här artikeln betydande bidrag. För det första introducerar den en ny metod som utnyttjar strukturer i redundanta system för att skapa naturligspråksspecifikationer för komponenter som härleds från en övergripande specifikation. Denna metod underlättar en mer effektiv uppdelning av övergripande specifikation, vilket gör det enklare att hantera komponentbeteenden. För det andra tillämpas den föreslagna metoden framgångsrikt på Scanias bromssystem, vilket leder till en uppdelning av dess övergripande specifikation. För att verifiera denna uppdelning väljs en befintlig verifieringsalgoritm, och resultaten är imponerande. Den föreslagna metoden hanterar effektivt problemet med exponentiell tillväxt i komponentbeteendekombinationer, vilket tidigare nämnts. Specifikt, för Scanias bromssystem minskar antalet kombinationer dramatiskt från 27 till endast 13, vilket tydligt visar den betydande förbättring som uppnåtts med den nya metoden.

Place, publisher, year, edition, pages
2023. , p. 49
Series
TRITA-EECS-EX ; 2023:925
Keywords [en]
Specification theory, Contracts, Automata theory, Refinement
Keywords [sv]
Specifikationsteori, Kontrakt, Automatteori, Förfina
National Category
Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-344377OAI: oai:DiVA.org:kth-344377DiVA, id: diva2:1844405
External cooperation
Scania CV AB
Subject / course
Embedded System Design
Educational program
Master of Science - Embedded Systems
Supervisors
Examiners
Available from: 2024-03-14 Created: 2024-03-13 Last updated: 2024-03-14Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(1742 kB)105 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1742 kBChecksum SHA-512
c58ebbc26e7f46a681f889e60156a87240523975e837b2efb5d2dc05d433cbbbcd4af6c48802ac2b7c3ebdfcef24bb4844b772e705ca29188f99b1c35eb9349f
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
School of Electrical Engineering and Computer Science (EECS)
Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 105 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 216 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf