Robust Simulation for Hybrid Systems: Chattering Path Avoidance

The sliding mode approach is recognized as an efficient tool for treating the chattering behavior in hybrid systems. However, the amplitude of chattering, by its nature, is proportional to magnitude of discontinuous control. A possible scenario is that the solution trajectories may successively enter and exit as well as slide on switching mani-folds of different dimensions. Naturally, this arises in dynamical systems and control applications whenever there are multiple discontinuous control variables. The main contribution of this paper is to provide a robust computational framework for the most general way to extend a flow map on the intersection of p intersected (n--1)-dimensional switching manifolds in at least p dimensions. We explore a new formulation to which we can define unique solutions for such particular behavior in hybrid systems and investigate its efficient computation/simulation. We illustrate the concepts with examples throughout the paper.Comment: The 56th Conference on Simulation and Modelling (SIMS 56), Oct 2015, Link\"oping, Sweden. 2015, Link\"oping University Pres

A Generic Model of Contracts for Embedded Systems

We present the mathematical foundations of the contract-based model developed in the framework of the SPEEDS project. SPEEDS aims at developing methods and tools to support "speculative design", a design methodology in which distributed designers develop different aspects of the overall system, in a concurrent but controlled way. Our generic mathematical model of contract supports this style of development. This is achieved by focusing on behaviors, by supporting the notion of "rich component" where diverse (functional and non-functional) aspects of the system can be considered and combined, by representing rich components via their set of associated contracts, and by formalizing the whole process of component composition

Synet : un outil de synthèse de réseaux de Petri bornés, applications

Synet est un outil de synthèse de réseaux de Petri bornés à partir de systèmes de transition finis. Il met en oeuvre des algorithmes polynomiaux de calcul de régions dans les systèmes de transition et repose sur des méthodes de programmation linéaire dans les nombres rationnels. Un nouvel algorithme de synthèse de réseaux répartissables dans lequel la synthèse est contrainte par un placement des actions sur un ensemble de procesus répartis y est également mis en oeuvre. Les réseaux alors produits peuvent être exécutés dans un environnement réparti. L'application de SYNET à la synthèse d'un protocole de communication (connexion-déconnexion) à partir d'une spécification de service est ensuite détaillée

Infrastructure PLM pour la capitalisation et la réutilisation de données en conception mécanique

La conception collaborative entraîne la spécification et le développement d'outils de support de plus en plus complexes et variés. Les outils de gestion du cycle de vie (PLM – Product Lifecycle Management) offrent une large gamme de fonctionnalités pour la conception collaborative. Ces produits permettent de rapprocher les utilisateurs en leur fournissant des plateformes logicielles identiques. De plus, les besoins croissant de réutilisation des données conduisent les utilisateurs à définir des règles et des paramètres permettant d'enrichir leurs modèles numériques pour faciliter d'éventuelles modifications. Cependant, si les logiciels experts offrent pour la plupart des possibilités de définition de règles métiers, force est de constater qu'aucun PLM, à l'heure actuelle, ne propose de fonctionnalités de ce type. Dans ce contexte, cet article propose de comparer sur la base de critères techniques et organisationnel les principales architecture PLM existantes. Cette comparaison permet d'identifier une architecture pertinente pour le développement de fonctionnalités de gestion de règles expertes intégrées à l'application PLM

A Generic Model of Contracts for Embedded Systems

We present the mathematical foundations of the contract-based model developed in the framework of the SPEEDS project. SPEEDS aims at developing methods and tools to support "speculative design", a design methodology in which distributed designers develop different aspects of the overall system, in a concurrent but controlled way. Our generic mathematical model of contract supports this style of development. This is achieved by focusing on behaviors, by supporting the notion of "rich component" where diverse (functional and non-functional) aspects of the system can be considered and combined, by representing rich components via their set of associated contracts, and by formalizing the whole process of component composition

A Few Considerations on Structural and Logical Composition in Specification Theories

Over the last 20 years a large number of automata-based specification theories have been proposed for modeling of discrete,real-time and probabilistic systems. We have observed a lot of shared algebraic structure between these formalisms. In this short abstract, we collect results of our work in progress on describing and systematizing the algebraic assumptions in specification theories.Comment: In Proceedings FIT 2010, arXiv:1101.426

Distributing Automata for Asynchronous Networks of Processors

This paper addresses the problem of distributed program synthesis. In the first part, we formalize the distribution process and prove its correctness, i.e. that the initial centralized program's behavior is equivalent to the corresponding distributed's one. In order to achieve that, we first represent the program by a finite transition system, labeled by the program's actions. Then we derive an independence relation over the actions from the control and data dependencies. This leads to represent the program by an order-automaton, whose transitions are labeled partial orders coding for an action and its dependencies with other actions. In the second part, we show how such an order-automaton can be practically used to derive a distributed program

HMSCs en tant que spécifications partielles et leurs complétions dans les réseaux de Petri

Nous présentons les premiers résultats d'une étude visant à comprendre la nature des spécifications données par des HMSCs (High Level Message Sequence Charts) et les modalités de leur utilisation pratique. Contrairement à d'autres auteurs, nous n'imposons aux HMSCs aucune restriction de type fini, afin d'adhérer au mieux au style des systèmes distribués qui voient le jour dans le domaine des télécommunications. Nous donnons d'abord une série de résultats d'indécidabilité sur les HMSCs, établis par réduction de résultats d'indécidabilité sur les sous-ensembles rationnels de monoïdes produits. Ces résultats négatifs ne sont pas surprenants mais ils n'apparaissent pas à notre connaissance dans la littérature sur les HMSCs. Ces résultats indiquent clairement que le seul angle sous lequel on peut raisonnablement considérer et utiliser les HMSCs comme des spécifications de comportements est d'interpréter leurs extensions linéaires comme des langages minimaux à approximer supérieurement dans toute réalisation. Le problème est alors de rechercher un cadre dans lequel on puisse donner une signification précise à ces spécifications incomplètes au moyen d'une opération de fermeture. La seconde partie du rapport étudie la fermeture des langages de HMSCs dans les langages de réseaux de Petri. Cette opération de fermeture correspond à une procédure effective, reposant sur la semi-linéarité des images commutatives des langages de HMSCs. Nous présentons pour finir quelques résultats effectifs afférents à la répartition et à la vérification automatisées des réalisations de HMSCs par des réseaux de Petri

Correctness of automated distribution of sequential programs

In this paper, we prove that the data-driven parallelization technique, which compiles sequential programs into parallel programs for distributed memory parallel computers, is correct. We define a model based on labeled transition systems, and we prove, from the chosen compilation rules, the confluence of all possible behaviours of the parallel programs we obtain, in spite of asynchronism due to the communications. We also show that this model is powerful enough to prove the correctness of various optimizations of the basic compilation mechanism

Contracts for System Design

Systems design has become a key challenge and differentiating factor over the last decades for system companies. Aircrafts, trains, cars, plants, distributed telecommunication military or health care systems, and more, involve systems design as a critical step. Complexity has caused system design times and costs to go severely over budget so as to threaten the health of entire industrial sectors. Heuristic methods and standard practices do not seem to scale with complexity so that novel design methods and tools based on a strong theoretical foundation are sorely needed. Model-based design as well as other methodologies such as layered and compositional design have been used recently but a unified intellectual framework with a complete design flow supported by formal tools is still lacking albeit some attempts at this framework such as Platform-based Design have been successfully deployed. Recently an "orthogonal" approach has been proposed that can be applied to all methodologies proposed thus far to provide a rigorous scaffolding for verification, analysis and abstraction/refinement: contractbased design. Several results have been obtained in this domain but a unified treatment of the topic that can help in putting contract-based design in perspective is still missing. This paper intends to provide such treatment where contracts are precisely defined and characterized so that they can be used in design methodologies such as the ones mentioned above with no ambiguity. In addition, the paper provides an important link between interfaces and contracts to show similarities and correspondences. Examples of the use of contracts in design are provided as well as in depth analysis of existing literature.Cet article fait le point sur le concept de contrat pour la conception de systèmes. Les contrats que nous proposons portent, non seulement sur des propriétés de typage de leurs interfaces, mais incluent une description abstraite de comportements. Nous proposons une méta-théorie, ou, si l'on veut, une théorie générique des contrats, qui permet le développement séparé de sous-systèmes. Nous montrons que cette méta-théorie se spécialise en l'une ou l'autre des théories connues