軟件測(cè)試用例的質(zhì)量直接關(guān)系被測(cè)軟件的質(zhì)量。在當(dāng)前大語言模型飛速發(fā)展的階段，人們運(yùn)用提示工程等關(guān)鍵技術(shù)來生成軟件黑盒測(cè)試用例。然而，普遍存在生成的測(cè)試用例質(zhì)量參差不齊，尤其異常場(chǎng)景測(cè)試用例無法完全契合實(shí)際測(cè)試需求的問題。因此，本文針對(duì)座艙顯示控制軟件進(jìn)行了結(jié)構(gòu)化提示詞設(shè)計(jì)方法的研究。通過專家打分法以及結(jié)合軟件代碼缺陷檢測(cè)率，對(duì)比不同結(jié)構(gòu)化提示詞因子組合下的測(cè)試用例生成效果，從而得出最佳結(jié)構(gòu)化提示詞，有效提升了軟件測(cè)試用例的生成質(zhì)量與效率。
AUTOSAR CP (Classic Platform)平臺(tái)雖在提升車輛軟件的模塊化、可重用性、可擴(kuò)展性以及跨系統(tǒng)集成方面成效顯著，有效縮短了開發(fā)周期、提升了軟件質(zhì)量、降低了成本，但面對(duì)軟件定義汽車的巨浪，其仍面臨軟件復(fù)雜度激增、功能快速迭代與開發(fā)效率瓶頸等挑戰(zhàn)。與此同時(shí)，始于2016年Zephyr項(xiàng)目作為近年來發(fā)展迅猛的現(xiàn)代化開源嵌入式系統(tǒng)軟件平臺(tái)，以其功能強(qiáng)大、可擴(kuò)展、安全和高度模塊化的架構(gòu)在嵌入式領(lǐng)域嶄露頭角。本文深入分析Zephyr的核心架構(gòu)與成功實(shí)踐，結(jié)合汽車電子應(yīng)用場(chǎng)景，提出一種在Zephyr RTOS基礎(chǔ)上構(gòu)建兼容AUTOSAR CP的智能車控操作系統(tǒng)的構(gòu)想，并探討其技術(shù)可行性及所面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)，為未來高可靠、高效率、智能化的車控軟件平臺(tái)演進(jìn)提供新思路。
隨著以ChatGPT、Claude、Gemini為代表的大語言模型(Large Language Models, LLM)技術(shù)的成熟，人機(jī)交互正從“操作式”向“理解式”范式演化。傳統(tǒng)對(duì)話系統(tǒng)側(cè)重任務(wù)執(zhí)行，而新一代智能體開始展現(xiàn)出擬人化思維與情感表達(dá)的潛能。然而，現(xiàn)有系統(tǒng)仍在人格一致性、長(zhǎng)期記憶以及低時(shí)延交互與深度優(yōu)化的平衡方面存在關(guān)鍵缺口。本文提出人格智能系統(tǒng)(Personality Intelligence System, PIS)，以三層心理學(xué)模型(大五人格、三我理論、MBTI)為核心，構(gòu)建人格的定義–決策–表達(dá)一體化機(jī)制。系統(tǒng)引入動(dòng)靜分離人格建模與雙時(shí)域優(yōu)化機(jī)制，在時(shí)間維度上實(shí)現(xiàn)短期自適應(yīng)與長(zhǎng)期演化的統(tǒng)一；并通過人格記憶網(wǎng)絡(luò)(Personality Memory Network, PMN)整合短期上下文、長(zhǎng)期事實(shí)與知識(shí)圖譜，實(shí)現(xiàn)人格狀態(tài)的可解釋更新。輸出層采用一致性錨定(Consistency Anchoring)機(jī)制，在人格、語義與情感維度上保持輸出穩(wěn)定性。本文進(jìn)一步給出人格狀態(tài)更新的數(shù)學(xué)形式、收斂條件及學(xué)習(xí)機(jī)制分析，證明系統(tǒng)在收縮映射假設(shè)下的人格演化具有穩(wěn)定性。研究結(jié)果表明，PIS能在認(rèn)知與情感層面實(shí)現(xiàn)人格的連續(xù)表達(dá)，為虛擬伴侶、教育輔導(dǎo)與心理健康支持等領(lǐng)域提供理論支撐。原型系統(tǒng)與相關(guān)數(shù)據(jù)集將于后續(xù)公開，以促進(jìn)人格智能的開放研究。
為解決傳統(tǒng)短距無線技術(shù)在智能汽車、工業(yè)控制等場(chǎng)景下面臨的高時(shí)延與低可靠性問題，即“確定性鴻溝”，本文對(duì)新一代星閃(NearLink)無線通信技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)性分析。文章首先剖析了星閃為實(shí)現(xiàn)確定性通信所采用的核心技術(shù)，包括其集中式調(diào)度機(jī)制、SLB (SparkLink Basic)/SLE (SparkLink Low Energy)雙模接入架構(gòu)以及集成了Polar碼和HARQ (Hybrid Automatic Repeat reQuest)機(jī)制的物理層設(shè)計(jì)。分析結(jié)果表明，星閃通過上述設(shè)計(jì)，在關(guān)鍵性能上取得了顯著提升，其空口時(shí)延低于20 μs，傳輸可靠性高于99.999%，峰值速率可達(dá)920 Mbps。目前，星閃技術(shù)已在消費(fèi)電子、汽車電子、工業(yè)控制等領(lǐng)域得到初步商業(yè)應(yīng)用，相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈與生態(tài)系統(tǒng)正在構(gòu)建中。本文認(rèn)為，星閃技術(shù)為需要精密同步和高可靠性交互的應(yīng)用場(chǎng)景提供了有效的解決方案，標(biāo)志著短距無線通信正從“盡力而為”的模式向著提供可預(yù)測(cè)服務(wù)的方向發(fā)展，具備較好的應(yīng)用前景。
隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展，智能家居、工業(yè)互聯(lián)等場(chǎng)景對(duì)無線通信提出低延遲、高可靠、多設(shè)備連接和低功耗的要求。星閃(SLE)作為我國(guó)自主研發(fā)的短距無線技術(shù)，為物聯(lián)網(wǎng)碎片化連接提供了解決方案。本文基于海思Hi3863芯片設(shè)計(jì)多模星閃網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)星閃與Wi-Fi異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)，構(gòu)建邊緣數(shù)據(jù)樞紐。本文首先分析了多模網(wǎng)關(guān)的需求，提出了以Hi3863為主控、集成了星閃與Wi-Fi通信模組的硬件架構(gòu)。系統(tǒng)采用分層軟件設(shè)計(jì)，底層基于LiteOS操作系統(tǒng)抽象層進(jìn)行任務(wù)調(diào)度與資源管理；中間層分別實(shí)現(xiàn)了星閃協(xié)議棧的設(shè)備發(fā)現(xiàn)、連接管理、數(shù)據(jù)傳輸功能，以及基于LWIP的Wi-Fi TCP/IP通信功能；應(yīng)用層核心設(shè)計(jì)了一個(gè)智能數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)引擎，通過解析數(shù)據(jù)包中的網(wǎng)絡(luò)與設(shè)備標(biāo)識(shí)，實(shí)現(xiàn)星閃網(wǎng)絡(luò)與Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)間數(shù)據(jù)的無縫轉(zhuǎn)換與可靠轉(zhuǎn)發(fā)。測(cè)試結(jié)果表明，本系統(tǒng)能夠穩(wěn)定維護(hù)多個(gè)星閃設(shè)備與Wi-Fi客戶端的并發(fā)連接，成功實(shí)現(xiàn)了跨異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)透?jìng)?，有效?yàn)證了基于Hi3863構(gòu)建低成本、高性能多模星閃網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的可行性。
CCF嵌入式系統(tǒng)專業(yè)委員會(huì)成立于1979年，作為CCF旗下立足于嵌入式系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)平臺(tái)，專委以“聚焦價(jià)值、追求卓越、服務(wù)社會(huì)”為宗旨，致力于服務(wù)嵌入式計(jì)算與系統(tǒng)技術(shù)的推動(dòng)發(fā)展和領(lǐng)域?qū)I(yè)人才的培養(yǎng)，期望為國(guó)內(nèi)外嵌入式系統(tǒng)及相關(guān)領(lǐng)域的專家、學(xué)者、工程師、技術(shù)管理者和研究生提供學(xué)術(shù)研討和技術(shù)交流平臺(tái)，推動(dòng)“政產(chǎn)學(xué)研用”合作，引領(lǐng)技術(shù)進(jìn)步、支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展。相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域全面覆蓋嵌入式微處理器、系統(tǒng)芯片及智能微系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)、嵌入式軟件工程、嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)等專業(yè)方向，以及可信嵌入式計(jì)算、開源嵌入式軟硬件、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、信息物理融合系統(tǒng)等前沿領(lǐng)域。
作為信息世界與物理世界的橋梁，嵌入式系統(tǒng)發(fā)展呈現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)化、智能化、協(xié)同化發(fā)展特征與趨勢(shì)，其安全、可信問題日益突出。首先分析、討論了面向嵌入式系統(tǒng)的安全、可信計(jì)算體系與技術(shù)。進(jìn)而，重點(diǎn)從國(guó)內(nèi)與國(guó)外、學(xué)術(shù)與技術(shù)、可信本體與計(jì)算架構(gòu)等多個(gè)維度，對(duì)增強(qiáng)、提升嵌入式系統(tǒng)安全、可信性的相關(guān)理論與技術(shù)進(jìn)展進(jìn)行了梳理、分析與對(duì)照。
云邊端協(xié)同計(jì)算作為應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)爆炸與實(shí)時(shí)智能需求的關(guān)鍵架構(gòu)，通過將計(jì)算任務(wù)合理分布于終端、邊緣與云端，有效緩解了傳統(tǒng)云計(jì)算在高時(shí)延、帶寬壓力和隱私安全等方面的瓶頸。文章系統(tǒng)梳理了云邊端協(xié)同計(jì)算與智能的國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展，重點(diǎn)從云邊端協(xié)同計(jì)算框架構(gòu)建與分布式智能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)維度展開分析，總結(jié)了包括任務(wù)卸載、資源調(diào)度、多模態(tài)感知、聯(lián)邦學(xué)習(xí)等關(guān)鍵技術(shù)路徑。文章進(jìn)一步展望了未來發(fā)展趨勢(shì)，指出算力網(wǎng)絡(luò)化、邊緣智能化、綠色計(jì)算與內(nèi)生安全將成為推動(dòng)云邊端協(xié)同走向縱深的核心方向，為我國(guó)構(gòu)建高效、可信、可持續(xù)的協(xié)同智能基礎(chǔ)設(shè)施提供理論參考。
隨著人工智能技術(shù)與嵌入式硬件的快速發(fā)展，嵌入式人工智能系統(tǒng)(如移動(dòng)機(jī)器人、自動(dòng)駕駛汽車和星載無人機(jī))在工業(yè)自動(dòng)化、交通運(yùn)輸和航空航天等關(guān)鍵領(lǐng)域變得越來越重要。作為集成CPU、GPU、NPU等多種異構(gòu)處理器單元的智能實(shí)時(shí)系統(tǒng)，其核心任務(wù)是通過計(jì)算密集型的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(DNN)實(shí)現(xiàn)環(huán)境感知、決策控制等復(fù)雜功能，同時(shí)面臨嚴(yán)格的時(shí)間約束與資源瓶頸。文章從網(wǎng)絡(luò)模型在嵌入式系統(tǒng)加速推理優(yōu)化的角度，將圍繞DNN模型輕量化、推理加速優(yōu)化與動(dòng)態(tài)任務(wù)調(diào)度三個(gè)方面，詳細(xì)分析嵌入式智能系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀。
嵌入式中間件與軟總線作為現(xiàn)代分布式系統(tǒng)的核心基礎(chǔ)設(shè)施，對(duì)于降低系統(tǒng)開發(fā)復(fù)雜度、實(shí)現(xiàn)異構(gòu)環(huán)境互操作至關(guān)重要。文章系統(tǒng)梳理了應(yīng)用服務(wù)器、遠(yuǎn)程過程調(diào)用(RPC)、消息中間件、容器編排平臺(tái)等主流中間件以及新興軟總線技術(shù)的發(fā)展脈絡(luò)。通過從系統(tǒng)完整性、環(huán)境適配性、對(duì)分布式架構(gòu)與大模型等新興技術(shù)的支撐性三個(gè)維度進(jìn)行深入對(duì)比，揭示了國(guó)內(nèi)外技術(shù)方案的差異化格局。研究發(fā)現(xiàn)，國(guó)際中間件憑借成熟的生態(tài)與標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)在系統(tǒng)完整性上具備優(yōu)勢(shì)，而國(guó)內(nèi)中間件在國(guó)產(chǎn)化浪潮驅(qū)動(dòng)下，依托云原生架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展，尤其在服務(wù)治理、本土軟硬件生態(tài)適配及新興場(chǎng)景應(yīng)用方面形成了獨(dú)特競(jìng)爭(zhēng)力。展望未來，嵌入式中間件與軟總線技術(shù)正朝著系統(tǒng)完整性更高、適配性更強(qiáng)，并與云原生、人工智能等前沿技術(shù)深度融合的方向演進(jìn)，將成為構(gòu)筑智能制造、智慧城市等未來應(yīng)用場(chǎng)景的泛在連接與智能協(xié)同的核心技術(shù)底座。
嵌入式網(wǎng)絡(luò)正處于由“萬物互聯(lián)”向“萬物智聯(lián)”演進(jìn)的關(guān)鍵階段，對(duì)低時(shí)延、高可靠與異構(gòu)融合提出了更高要求。最近，國(guó)際研究聚焦于體系架構(gòu)創(chuàng)新與范式重塑，如太赫茲通信及時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)調(diào)度優(yōu)化；國(guó)內(nèi)研究則更強(qiáng)調(diào)工程可行性與系統(tǒng)集成，例如5G-A與TSN異構(gòu)融合、自主短距協(xié)議星閃、WiFi智能感知及RFID精確定位等方面取得進(jìn)展。未來，嵌入式網(wǎng)絡(luò)將沿著“通信–感知–計(jì)算–智能”一體化等方向演進(jìn)，為工業(yè)、車載與智慧城市等場(chǎng)景提供確定性與智能化的網(wǎng)絡(luò)支撐。
嵌入式系統(tǒng)作為針對(duì)各類特定用途的計(jì)算平臺(tái)，已被廣泛應(yīng)用到航空航天、軌道交通、汽車電子以及智慧城市等領(lǐng)域。隨著嵌入式系統(tǒng)復(fù)雜度增加，傳統(tǒng)嵌入式軟件語言及開發(fā)面臨性能瓶頸、資源受限、安全要求嚴(yán)苛及開發(fā)效率低下等多重挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)嵌入式軟件語言內(nèi)存管理機(jī)制復(fù)雜不僅提高了學(xué)習(xí)門檻，也增加了維護(hù)難度。嵌入式軟件開發(fā)層次多、復(fù)雜性高、軟硬件耦合緊密導(dǎo)致上市時(shí)間長(zhǎng)難以快速迭代。近年來興起的新型嵌入式開發(fā)語言、低代碼平臺(tái)、智能開發(fā)輔助工具以及虛擬仿真平臺(tái)有效提升了嵌入式開發(fā)效率。文章將圍繞這些新興的嵌入式軟件語言和開發(fā)范式，綜述國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)，為嵌入式軟件開發(fā)提供參考。
隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)已由傳統(tǒng)的單一功能控制器演進(jìn)為支撐物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智能汽車和消費(fèi)電子等領(lǐng)域的核心計(jì)算平臺(tái)。嵌入式操作系統(tǒng)(Embedded Operating System, EOS)作為嵌入式設(shè)備的基礎(chǔ)軟件，在資源調(diào)度、安全隔離和智能協(xié)同方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用，其性能、可靠性與安全性直接影響系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、能效與可信度。文章系統(tǒng)梳理了嵌入式操作系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)。從安全架構(gòu)、漏洞防御、模糊測(cè)試、形式化驗(yàn)證等方面總結(jié)了國(guó)內(nèi)外在嵌入式系統(tǒng)安全技術(shù)方面的主要進(jìn)展；從調(diào)度優(yōu)化、能效管理、內(nèi)存與緩存協(xié)同設(shè)計(jì)等角度分析了性能優(yōu)化的關(guān)鍵技術(shù)；在文件系統(tǒng)層面，歸納了面向資源受限設(shè)備的高效文件管理與閃存優(yōu)化方案；最后，從智能化、泛在化及基于Rust語言的安全可擴(kuò)展方向，探討了嵌入式操作系統(tǒng)未來的發(fā)展趨勢(shì)。研究表明，嵌入式操作系統(tǒng)正由傳統(tǒng)的“輕量與實(shí)時(shí)”逐步邁向“安全、智能與泛在”的新階段，成為萬物互聯(lián)時(shí)代的關(guān)鍵基礎(chǔ)軟件。
嵌入式系統(tǒng)作為信息技術(shù)的神經(jīng)末梢，經(jīng)歷了從1971年微處理器出現(xiàn)到半個(gè)世紀(jì)的演進(jìn)，形成了硬件中心、RTOS支撐、SoC集成、AI邊緣等多階段發(fā)展。文章系統(tǒng)闡述了嵌入式系統(tǒng)體系架構(gòu)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)，回顧了國(guó)外從Apollo制導(dǎo)計(jì)算機(jī)到現(xiàn)代AI異構(gòu)平臺(tái)的演進(jìn)歷程，梳理了國(guó)內(nèi)自80年代引進(jìn)模仿到近年來鴻蒙微內(nèi)核、RISC?V和邊緣AI的自主創(chuàng)新路徑，對(duì)比了中外在技術(shù)起步、生態(tài)成熟度和創(chuàng)新模式上的差異，最后展望了異構(gòu)計(jì)算、微內(nèi)核模塊化、邊緣智能和分布式協(xié)同等未來發(fā)展方向，指出嵌入式架構(gòu)將向高性能、安全、可擴(kuò)展和智能協(xié)同演進(jìn)。
嵌入式(計(jì)算機(jī))系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)技術(shù)演化中形成的一個(gè)重要分支，是賦予“萬物”與環(huán)境進(jìn)行感知、交互、互聯(lián)與協(xié)同能力的技術(shù)基石。其技術(shù)體系高度綜合，不僅具有與通用計(jì)算技術(shù)同樣完整的技術(shù)體系和范式，還呈現(xiàn)出內(nèi)涵持續(xù)演化、軟硬件形態(tài)多元、技術(shù)路徑豐富、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛等諸多特征。從知識(shí)與技術(shù)體系看，嵌入式計(jì)算與系統(tǒng)覆蓋了計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程、軟件工程、自動(dòng)化與電氣工程等多個(gè)信息學(xué)科，同時(shí)又與航空航天、工業(yè)制造、交通運(yùn)輸、電力電網(wǎng)、智能家居、醫(yī)療電子等廣泛應(yīng)用領(lǐng)域緊密交叉融合。由此，嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)成為融通信息與物理世界，構(gòu)建新型具身智能機(jī)器人等新型智能體與虛實(shí)融合空間的重要載體和底座，是新數(shù)智化時(shí)代全球科技創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)變革發(fā)展的強(qiáng)大驅(qū)動(dòng)力。
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