A Theory of Sampling for Continuous-time Metric Temporal Logic

This paper revisits the classical notion of sampling in the setting of real-time temporal logics for the modeling and analysis of systems. The relationship between the satisfiability of Metric Temporal Logic (MTL) formulas over continuous-time models and over discrete-time models is studied. It is shown to what extent discrete-time sequences obtained by sampling continuous-time signals capture the semantics of MTL formulas over the two time domains. The main results apply to "flat" formulas that do not nest temporal operators and can be applied to the problem of reducing the verification problem for MTL over continuous-time models to the same problem over discrete-time, resulting in an automated partial practically-efficient discretization technique.Comment: Revised version, 43 pages

Practical Automated Partial Verification of Multi-Paradigm Real-Time Models

This article introduces a fully automated verification technique that permits to analyze real-time systems described using a continuous notion of time and a mixture of operational (i.e., automata-based) and descriptive (i.e., logic-based) formalisms. The technique relies on the reduction, under reasonable assumptions, of the continuous-time verification problem to its discrete-time counterpart. This reconciles in a viable and effective way the dense/discrete and operational/descriptive dichotomies that are often encountered in practice when it comes to specifying and analyzing complex critical systems. The article investigates the applicability of the technique through a significant example centered on a communication protocol. More precisely, concurrent runs of the protocol are formalized by parallel instances of a Timed Automaton, while the synchronization rules between these instances are specified through Metric Temporal Logic formulas, thus creating a multi-paradigm model. Verification tests run on this model using a bounded validity checker implementing the technique show consistent results and interesting performances.Comment: 33 pages; fixed a few typos and added data to Table

Digitisation and Full Abstraction for Dense-Time Model Checking

We study the digitisation of dense-time behaviours of timed processes, and show how this leads to exact verification methods for a large class of dense-time specifications. These specifications are all closed under inverse digitisation, a robustness property first introduced by Henzinger, Manna, and Pnueli (on timed traces), and extended here to timed failures, enabling us to consider liveness issues in addition to safety properties. We discus

Entwicklung und Gegenüberstellung von Methoden zur automatisierten Verifikation von ausführbaren Systemspezifikationen

Für die Entwicklung komplexer eingebetteter Systeme werden Techniken eingesetzt, die eine frühe Validierung der zu entwickelnden Systeme in Bezug auf funktionale Aspekte ermöglichen. Diese Techniken greifen in der Regel auf ausführbare Spezifikationsmodelle zurück. Eingebettete Systeme stellen meist auch Echtzeitsysteme dar. Dabei sind funktionale Anforderungen in der Regel zeitvariant, also zustandsabhängig und besitzen zeitliche Randbedingungen, so dass zeitliche und funktionale Aspekte gemeinsam betrachtet werden müssen. Für die Modellierung solcher ausführbaren Spezifikationen ist der Discrete-Event Formalismus besonders geeignet, da er eine vergleichsweise abstrakte parametrisierbare Beschreibung, unabhängig von Implementierungsdetails, ermöglicht. Für den systematischen Einsatz solcher Discrete-Event Modelle als ausführbare Spezifikationen, werden Methoden und Techniken zur Verifikation benötigt, um eine möglichst frühe Fehlererkennung bei der Systementwicklung zu ermöglichen.Gegenstand der Arbeit ist die Entwicklung und Gegenüberstellung von Methoden, die eine automatisierte Verifikation zeitbeschränkter funktionaler Eigenschaften in ausführbaren Spezifikation ermöglichen. Solche Methoden stehen für komplexe Multi-Domänen Modelle, wie sie in der Arbeit betrachtet werden, noch nicht zur Verfügung. Bei den Betrachtungen werden insbesondere die Spezifika der zugrunde liegenden Modelle und Eigenschaften sowie die möglichst automatisierte Anwendbarkeit der Verifikationsmethoden berücksichtigt.Ausgehend von grundlegenden Erwägungen werden zwei Anwendungsszenarien entwickelt, wobei im ersten Fall die vollständige formale Verifikation im Vordergrund steht und im zweiten Fall eine dynamische Überprüfung der Eigenschaften während der szenariobasierten Simulation favorisiert wird. Für die formale Verifikation wird ein Transformation-basierter Ansatz entwickelt, der eine Transformation des Verifikationsproblems in eine mathematische Beschreibung realisiert. Für die dynamische Überprüfung der Eigenschaften wird ein Assertion-basierter Ansatz benutzt, bei dem die geforderten Eigenschaften als temporallogische Formeln notiert werden. Es werden zur Prüfung der Eigenschaften unterschiedliche Techniken zur algorithmischen Auswertung bzw. zur symbolischen Cosimulation entwickelt.Beide Ansätze sind prototypisch für die Entwicklungsumgebung MLDesigner realisiert worden. Ausgehend von den Ergebnissen der Validierung werden Abschätzungen für das weitere Potential der Ansätze abgeleitet. Abschließend werden die Ansätze vergleichend gegenübergestellt und bewertet

Actes de l'Ecole d'Eté Temps Réel 2005 - ETR'2005

Pdf des actes disponible à l'URL http://etr05.loria.fr/Le programme de l'Ecole d'été Temps Réel 2005 est construit autour d'exposés de synthèse donnés par des spécialistes du monde industriel et universitaire qui permettront aux participants de l'ETR, et notamment aux doctorants, de se forger une culture scientifique dans le domaine. Cette quatrième édition est centrée autour des grands thèmes d'importance dans la conception des systèmes temps réel : Langages et techniques de description d'architectures, Validation, test et preuve par des approches déterministes et stochastiques, Ordonnancement et systèmes d'exploitation temps réel, Répartition, réseaux temps réel et qualité de service