嵌入式系统专委出品：多域融合的复杂嵌入式软件与系统 | CNCC2021

航空航天、智能制造、智慧交通等领域的新型、复杂嵌入式系统具有高度的多技术领域、多学科方向交叉融合特征。随着该类系统感知、网联、智能、控制等能力的日益丰富和提升以及对信息物理环境下时间、安全、功耗等非功能属性的严格要求，其嵌入式系统的软硬件体系、机制也就变得更为复杂，这对高质量嵌入式系统的设计、开发、验证等都提出了新的要求和挑战。本论坛的主题聚焦于面向复杂信息物理系统的嵌入式软件与系统关键技术，邀请来自于高校、院所、企业的专家就复杂嵌入式软件/系统体系架构、设计与开发等新的方法和技术以及面向特定领域的复杂嵌入式软件/系统设计与验证技术等进行主题报告。欢迎学术、工业届的同行参加本次论坛，期待与您的深入交流。

论坛主席

王泉

CCF嵌入式系统专委主任，西安电子科技大学教授

王泉，博士，教授，现任西安电子科技大学副校长。中国计算机学会杰出会员，嵌入式专委会主任。教育部教学信息化与教学方法创新指导委员会副秘书长，软件工程专业教学指导委员会委员，教育部《教育信息化长期发展规划（2021-3035）》和《教育部信息化“十四五规划”》编制专家组成员。

主要研究方向为嵌入式计算与系统、新型人机交互、人工智能+教育等。主持了国家基金、重点研发计划、预研等项目，为国家和行业的重大应用提供了关键技术支撑。在IEEE TPAMI、TKDE、TNNLS、TPDS、TIP和IJCAI等国外内重要期刊/会议上发表学术论文40余篇，授权专利20余项，研究成果先后获得了省部级教学科研奖励十余项。

论坛共同主席

郭兵

CCF嵌入式系统专委副主任，四川大学教授

郭兵，男，教授，博士生导师，四川大学计算机学院（软件学院）副院长， CCF嵌入式系统专委会副主任，国家重点研发计划和NSFC重点项目负责人，主要研究方向包括嵌入式系统、绿色计算、区块链、工业软件等。先后主持32项国家重大专项/重点研发计划、国家自然科学基金、“863”项目以及企业横向项目的研发工作，包括国家重点研发计划项目“规模化制造业多价值链协同云服务平台研发”、NSFC重点项目“嵌入式系统的低能耗软件设计方法与技术研究”等，曾在美国密执根州立大学、日本筑波大学和韩国Kyungwon大学做访问教授。同时，在《IEEE Transactions on Cloud Computing》、《IEEE Transactions on Computers》、《计算机学报》等杂志和IEEE/ACM国际会议上发表高质量学术论文56篇，以General Co-chair主办ICEES2008、GreenCom2011、EmbeddedCom2013、ESCT2013、ICESS2016、 CBD2016和FFC2016七次国际会议，获得四川省、湖北省和国防科工委等各种奖励6次。

论坛日程安排

讲者介绍

严义

杭州电子科技大学 教授

讲者简介：严义，杭州电子科技大学二级教授，博导，享受国家特殊津贴专家。浙江省政府咨询委委员，浙江省科技厅电子网络专家组组长，PLCopen中国主席，杭州电子科技大学工业互联网研究院院长。杭州电子科技大学计算机国家级实验教学示范中心负责人，国家级虚拟仿真实验项目负责人，浙江省重点科技创新团队（面向行业的嵌入式关键技术）负责人。中国机电一体化应用协会常务委员，中国计算机学会嵌入式专家委员会常务委员。作为负责人，其研究成果获浙江省技术发明一等奖，科学技术一等奖各1项，科学技术二等奖2项；作为主要成员获国家级教学成果二等奖两项。拥有发明专利技术50多项，科研成果产业化，产生经济效益达十亿元。发表论文40多篇，多篇被SCI、EI收录。

报告题目：嵌入式平台软件及在工业控制中的核心作用

报告摘要：当今的可编程控制器是工业4.0的核心，它在数控自动化生产线、机器人、CNC控制中发挥了至关重要的作用，而嵌入式平台软件又是可编程控制器核心 我国在这嵌入式平台方面成了”卡脖子”问题。如何通过学习国际标准的经验，开发自主的可编程控制器的组态平台是一个可行的方法。这里将介绍杭电嵌入式团队在该领域的20年的科学研究，产品开发及产业化情况。

李亚晖

西安电子科技大学 博士后

讲者简介：李亚晖，博士，西安电子科技大学博士后，研究员，航空工业计算所预研室主任，机载弹载航空科技重点实验室副主任，目前主要研究方向为计算机系统结构、人工智能、信息安全等，承担国家重点研发课题等多项，获得奖励有省部级一等奖2项，省部级二等奖2项。

报告题目：机载云计算架构

报告摘要：面向未来民用航空领域自由飞行的需求，结合机载系统的智能化发展趋势，探讨通过云计算的方式将异构机载平台的资源进行组织和管理，以及基于云计算理论进行能力需求、核心问题和发展趋势等方面研究，提出飞机间协同的机载云计算架构，并进一步分析云体系内的信息共享和功能组织等能力要求。

乔磊

航天五院502所 研究员

讲者简介：乔磊，博士，航天五院502所研究员，CCF高级会员。国家万人计划青年拔尖人才，中国航天科技集团公司青年拔尖人才，2019年度NASAC青年软件创新奖获得者，耶鲁大学访问学者。中国计算机学会系统软件、形式化方法和工业控制计算机专委会委员。一直致力于操作系统软件的设计、验证与可信保障技术研究。研究成果在以我国玉兔一号、二号月球车等为代表的重大型号任务中直接应用并发挥关键作用。发表论文50余篇，合作出版专著1本，申请国家发明专利20项，国际发明专利1项。主持或参与国家重大研究项目10余项，包括国家自然科学基金、核高基、863、装发预研等。作为核心成员，研发我国首个航天器操作系统SpaceOS，已应用于载人航天、探月工程、北斗导航等100多个航天器。获国防科技创新团队奖、北京市科技进步一等奖、军队科技进步三等奖等多项奖励。

报告题目：航天器操作系统的研究与实践

报告摘要：分析和总结中国航天领域嵌入式操作系统的研制历程及应用情况。重点介绍了中国航天科技集团公司五院502所研制的自主知识产权航天器嵌入式操作系统SpaceOS的设计和验证方法，并对未来航天器操作系统的发展前景进行了展望。

航天器是资源受限的安全关键系统，自主智能性要求日益增强，在面临外部环境和内部状态变化且不改变硬件资源的情况下，需对系统功能进行动态扩展和重构、同时保证系统功能正确性和实时性。本报告针对航天器任务实时性强、时间可预测性要求高等特点，以下一代航天器操作系统实时任务调度、共享资源协同、时间确定性保证等需求为例，研究航天器任务的实时调度，准入控制和形式化验证等关键问题，为航天器多类型实时任务执行提供实时性确保机制，并在实际航天器系统进行了应用实践。

常万里

湖南大学 教授

讲者简介：常万里，湖南大学教授，博导，2020年入选国家海外高层次人才引进计划，华为高级专家顾问，ACM嵌入式系统专委会SIGBED秘书长，设计自动化专委会SIGDA执委。此前任英国约克大学终身教职，实时系统国家实验室副主任，Bosch专家顾问。博士毕业于德国慕尼黑工大，获最佳博士论文奖，本科新加坡南洋理工大学。近三年发表CCF A类论文19篇，共8次获得CCF B类以上会议最佳论文提名。任DAC自动系统领域主席，RTSS论文评奖委员会委员，英国计算机学会杰出论文奖评审专家。

报告题目：Hardware/Software Co-Synthesis and Co-Optimization for Autonomous Systems

报告摘要：With ever more complicated functionalities being integrated in modern autonomous systems, traditional design methods may not remain sufficient to deliver trusted and high-performance systems with stringent temporal, safety and cost efficiency requirements. In this talk, we discuss the limitations of the traditional design methods with the above requirements enforced, in which hardware and software design are often considered separately. To tackle these limitations, this talk presents a novel design solution that synthesizes both software-level and hardware-level design. First, we highlight and analyze the interconnections between software-level methods (e.g. priority assignment and task allocation) and hardware design (e.g. cache and memory management), in terms of the resulting system performance, e.g. latency. Second, by applying the identified interconnections, we propose an optimization framework to produce high-quality synthesized solutions of both software and hardware design based on a set of candidate design methods. In addition, we describe potential research directions derived from the work and major challenges that can be investigated jointly by engineers and researchers from embedded systems, system safety and programming languages communities.

卜磊

CCF系统软件专委 秘书长，南京大学 教授

讲者简介：卜磊，南京大学计算机科学与技术系教授，博导。主要研究领域是软件工程与形式化方法，包括模型检验技术，实时混成系统，信息物理融合系统等方向。2010年在南京大学获取计算机博士学位。曾在CMU、MSRA、UTD、FBK等科研机构进行访学与合作研究。相关工作发表于领域重要期刊与会议如TCAD、TC、TDSC、TCPS、TPDS、RTSS、CAV、HSCC等。入选NASAC青年软件创新奖，高校计算机专业优秀教师奖励计划，中国计算机学会青年人才发展计划，微软亚洲研究院铸星计划等。

报告题目：基于在线验证的实时系统运行时安全监控与控制生成

报告摘要：实时混成系统广泛出现在列控、航天、航空、智能驾驶等安全攸关领域，其行为正确性至关重要。然而，实时混成系统内部行为中离散、连续行为交织，极其复杂；而外界动态不确定环境更近一步加剧了相关系统行为复杂度，使得相关系统的安全保障难以进行。针对此问题，我们提出了一种基于形式化验证的方法，运行时对系统短期内行为进行快速建模与验证，从而对潜在不安全行为进行发现与预警。在此基础上，进一步进行运行时细粒度控制参数自动生成，在发现潜在危险时，接管系统控制，保障运行安全。 

杨鹏飞

西安电子科技大学 副教授

讲者简介：杨鹏飞，西安电子科技大学副教授、计算机工程系副主任，CCF嵌入式系统专委员会执行委员。主要从事嵌入式系统结构、嵌入式智能计算方面研究，承担了国家自然科学基金、装发慧眼项目、国家重点研发计划子课题、陕西省重点研发计划、航天CAST基金及企业合作项目等十余项。

报告题目：多维能力目标下的嵌入式系统设计与开发

报告摘要：“无处不在”、“无所不能”的智能嵌入式系统正在重新定义个人生活、颠覆行业模式、加速社会发展。未来嵌入式系统必须同时具备高性能、高安全、自组织、智能化等多维度能力，对嵌入式系统的设计开发提出更高的要求。本报告梳理了嵌入式系统在体系结构设计、系统资源管理、代码编译部署以及智能应用开发等方面的现状与挑战，探讨了应对系统研制新挑战的思路与方法，并介绍了团队在这方面的探索工作。

江维

电子科技大学 副教授

讲者简介：江维，电子科技大学副教授、博士生导师、四川省海外高层次留学人才。本科、硕士和博士均就读于电子科技大学计算机科学与工程学院，并于2009 年毕业于电子科技大学计算机应用技术专业，获博士学位。获国家留基委和丹麦政府文化交流奖学金，于2011-2012在丹麦DTU大学进行为期一年的嵌入式系统研究。2012年4月在瑞典林雪平大学ESLAB实验室进行短期访问研究。担任IEEE CEDA成都分部秘书，JCSC期刊副编辑，JSA、JEST等期刊客座编辑，ICITES 2021大会主席等学术职务。长期从事可信系统研究，主持包括自然基金面上和深圳腾讯公司项目在内的多个安全关键实时系统、可信人工智能、深度学习容错等方面的研究项目，发表包括IEEE TCAD、ACM TCPS、EMSOFT、CODES+ISSS等在内的学术论文40余篇，获得IEEE NAS最佳学生论文、中国电力协会科技进步三等奖等荣誉。

报告题目：面向智能无人系统等安全关键领域的容错增强技术探讨

报告摘要：人工智能技术必将广泛应用于智能无人系统、航空航天、智能工业等安全关键领域。安全关键领域的智能系统面临着严峻的“内忧外患”，除面对黑客攻击产生的错误威胁外，更要面对来自于实际部署环境和自身特性的错误威胁。若不能正确处理错误威胁，必将引起智能系统失效或崩溃，进而导致严重财产和生命损失，甚至巨大灾难。本报告将介绍和探讨人工智能容错增强技术、深度学习容错技术、以及适合智能无人系统的系统级容错设计技术。