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使用基于速率的会话类型验证物联网设备

出版:2023年10月16日出版历史
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摘要

我们开发了一个基于会话类型的框架,用于实现和验证物联网(IoT)领域中基于速率的消息传递系统。为了对许多嵌入式和物联网系统中存在的不确定重复进行建模,我们引入了一种带有周期递归原语的定时进程演算。这允许我们对这些应用程序域固有的基于速率的计算和通信进行建模。我们在二进制会话类型设置中引入了基于速率的会话类型的定义和一种新的兼容性关系,我们称之为速率兼容性。类型检查的程序享有标准会话类型的保证以及速率错误自由,即以相同速率交换消息的过程。速率兼容性是通过类型扩展的新概念定义的,这种关系允许通过合成和检查一个通用的超周期类型在不同周期的进程之间进行通信。我们证明了系统的类型保持性和无速率错误性,并给出了一种基于计算进程集合超周期的类型检查的可判定方法。我们实现了一个类型系统的原型,其中包括通过嵌入到原生类型系统Rust中的速率兼容性。我们将此框架应用于目标领域的一系列示例,例如Android软件传感器、可穿戴设备和声音处理。

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