• KIISE Transactions on Computing Practices
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• v.21 no.2
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• pp.132-137
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• 2015

A real-time system is a system wherein the behavior of the system depends not only on the input but also on the timing of the input. Timed automata is a widely used model for real-time system modeling and analysis. Model-based testing is employed to check whether the system under test (SUT) works according to the model specifications by using test cases generated from models that represent software requirements. In this paper, a case study was performed applying the timed automata based testing tools, UPPAAL-TRON, UPPAAL-COVER and SYMBOLRT, to the same system. Comparison of the testing approaches and tools is then made based on the results of the case study.

• Journal of KIISE
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• v.44 no.12
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• pp.1307-1312
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• 2017

Due to their convergence with state-of-the-art ICT technologies, the complexity and reliability demands of industrial automation systems have been rapidly increasing. In recent years, to cope with these demands, several research works have been carried out to adopt formal methods to the application development cycle at the early design stage. In this paper, we propose an automated code generation framework for industrial automation applications, based on a timed automata model. As a case study, we developed a formal model for a traffic light control system and verified the timing properties described in the specification. We finally demonstrated that the operation of a test-bed based on the auto-generated native code was identical to that of the model specification.

• Journal of Korea Multimedia Society
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• v.3 no.1
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• pp.77-90
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• 2000

Real-Time verification is a procedure that verifies the correctness of specification related to requirement in time as well as in logic. One serious problem encountered in the verification task is that the state space grows exponentially owing to the unboundedness of time, which is termed the state space explosion problem. In this paper, we propose a real-time verification technique checking the correctness of specification by showing that a system model described in timed automata is equivalent to the characteristic of system property specified in timed modal-mu calculus. For this, we propose a local model checking method based on the value of the formula in initial state with constructing product graph concerned to only the nodes needed for verification process. Since this method does not search for every state of system model, the state space is reduced drastically so that the proposed method can be applied effectively to real-time system verification.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2000.10a
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• pp.385-387
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• 2000

실시간 시스템은 그 특성상 시스템 내에서의 오류가 매우 위험하고 때론 치명적일 수 있다. 따라서, 시스템의 정확성과 안전성을 보장하는 것은 매우 중요한 문제가 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 정형기법을 사용한 명세와 검증을 통해 실시간 시스템의 안전성을 보장하려는 시도들이 많이 이루어져 왔다. 이 논문에서는 월성 원자로 운전 중지 시스템의 기존 명세의 문제점을 보완하여, 실시간 요구사항들을 타임드 오토마타(timed automata)로 기술할 것을 제안한다. 또한 명세를 실시간 모델 체커 UPPAAL의 입력으로 넣어서, 모델 체킹 기법을 이용해 자동적으로 시간 제약 속성을 검증한다.

• Journal of Computing Science and Engineering
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• v.9 no.1
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• pp.9-19
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• 2015

The most important challenge in the region-based abstraction method as an approach to compute the state space of time Petri Nets (TPNs) for model checking is that the method results in a huge number of regions, causing a state explosion problem. Thus, region-based abstraction methods are not appropriate for use in developing practical tools. To address this limitation, this paper applies a modification to the basic region abstraction method to be used specially for computing the state space of TPN models, so that the number of regions becomes smaller than that of the situations in which the current methods are applied. The proposed approach is based on the special features of TPN that helps us to construct suitable and small region graphs that preserve the time properties of TPN. To achieve this, we use TPN-TCTL as a timed extension of CTL for specifying a subset of properties in TPN models. Then, for model checking TPN-TCTL properties on TPN models, CTL model checking is used on TPN models by translating TPN-TCTL to the equivalent CTL. Finally, we compare our proposed method with the current region-based abstraction methods proposed for TPN models in terms of the size of the resulting region graph.

• Journal of KIISE:Information Networking
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• v.27 no.4
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• pp.482-488
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• 2000

프로토콜 검증에 있어서 reachability analysis를 사용하는 방법은 널리 알려지고 많이 사용되는 방법이다. Reachability analysis를 통한 검증 방법에 있어서는 프로토콜의 동작을 나타내는 reachability graph의 생성이 중요하다. 그러나 시간이 관련되는 경우 발생하는 상태 수 폭증또는 시간의 실수적 성질의 문제가 있어서 reachability graph의 생성에 큰 장애가 되어왔다. 실시간 시스템이나 프로토콜에 있어서 타이머는 대기 시간의 한계를 지정하거나 일정한 시간간격을 시스템에 알릴 수 있도록 하는 등 시간의 상대적 기준점으로 사용되며 이외에도 여러 가지 용도로 타이머를 사용하게 되어 프로토콜을 모델링하는데 있어서 타이머는 불가결하다. 본 논문에서는 타이머를 모델링하지 못하며 통신 프로토콜과 그 환경을 모델링하는데 적절치 못하던 기존의 방법과 달리 타이머를 포함하며 통신 프로토콜과 그환경을 적절히 표현할 수 있도록 시스템을 기술하는 방법과 함께 상대적 시간 개념으로 천이와 타이머를 다루는 방법을 통해서 시간개념과 타이머가 들어있는 프로토콜의 reachability graph를 유도하는 방법을 제안하였다. 제안한 방법을 통해서 기존방법으로는 찾아낼수 없었던 시스템의 오류를 찾아낼 수 있었다. 이를 통해 보다 실제 프로토콜에 가깝에 모델링하고 검증할 수 있는 기반을 마련하고 있다.

• Korean Journal of Computational Design and Engineering
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• v.18 no.2
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• pp.104-112
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• 2013

Computer-based modeling and simulation (M&S) techniques have become an essential component in the development of new weapons systems. M&S techniques provide a means to simulate military training, strategies, military doctrines, and weapons acquisition processes. This paper proposes a small scale engagement scenario generation method. This work also includes a process for scenario generation and visualization. The proposed scenario generation methodology employs the Timed-FSA (finite state automata) and DFS (depth first search) algorithms. The proposed scenario generation method is verified using a one-on-one combat engagement scenario between two submarines. In addition, we suggest a scenario generation process including whole scenario generation and scenario visualization.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2012.06b
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• pp.138-140
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• 2012

타임드 오토마타 모델 기반 개발 방법을 지원하는 TIMES 도구는 실시간 소프트웨어에 대한 타임드 오토마타 모델 명세, 시뮬레이션, 검증, BrickOS 기반 코드 생성을 지원한다. 하지만 BrickOS 기반 코드는 엄격한 실시간 제약성 만족을 지원하지 않아서 실시간 내장형 소프트웨어 개발에 그대로 사용하기가 어렵다. 본 논문에서는 타임드 오토마타 모델로부터 실시간 내장형 소프트웨어 구현에 사용될 수 있는 VxWorks 기반 코드를 체계적으로 생성하기 위한 방법을 제안한다. TIMES 도구를 사용해 자동 생성된 BrickOS 기반 코드에서 플랫폼 독립적인 코드는 활용하고, 플랫폼 의존적인 코드들을 분류해 내어 각각 VxWorks 기반 코드로 변환하는 방법을 제안한다. 내장형 소프트웨어 개발시 타임드 오토마타 모델 기반 개발 방법의 적용 가능성을 확인하기 위해 변환 항목들을 통해 생성된 VxWorks 기반 코드에 대한 테스트를 수행하고 결과를 분석한다.

• Journal of Communications and Networks
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• v.16 no.4
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• pp.385-396
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• 2014

In this paper, we present a formal method for modeling and checking an enhanced version of the carrier sense multiple access with collision avoidance protocol related to the IEEE 802.11 MAC layer, which has been proposed as the standard protocol for wireless local area networks. We deal mainly with the distributed coordination function (DCF) procedure of this protocol throughout a sequence of transformation steps. First, we use the unified modeling language state machines to thoroughly capture the behavior of wireless stations implementing a DCF, and then translate them into the input language of the UPPAAL model checking tool, which is a network of communicating timed automata. Finally, we proceed by checking of some of the safety and liveness properties, such as deadlock-freedom, using this tool.

• Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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• 2023.07a
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• pp.511-512
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• 2023

자율주행 소프트웨어의 안전성에 대한 요구가 높아짐에 따라 소프트웨어를 개발 시 정형 검증 기법을 적용하여 안전성을 확보하고자 하는 노력이 증가하고 있다. 본 논문에서는 ROS 기반의 자율주행 소프트웨어의 동작을 Timed Automata를 사용하여 모델링하고 그 정확성(실시간적 특성)을 모델체킹을 통해 정형 검증하는 방법을 제시한다. ROS 기반 응용 프로그램의 동작은 ROS가 제공하는 노드 간의 통신에 영향을 받기 때문에 자율주행 소프트웨어뿐 아니라 그 동작에 영향을 끼치는 ROS의 큐를 통한 통신을 통합한 모델을 제시한다. 또한 통합 모델에서 큐 크기, 타임아웃, 프로세스의 주기를 매개 변수로 주어 다양한 조합에 따른 실시간 요구사항의 만족 여부를 검증함으로써 ROS에서 매개 변수 설정 기준을 제시한다.