SDV 検証における形式手法:TLA+ による車載分散合意アルゴリズムの数学的証明

個別 ECU から中央集中型のサービス指向アーキテクチャ(SOA)へと移行する中、ACC や電子パーキングブレーキは複数の計算ノード間での高度な協調動作を要求します。ネットワークのジッターや CPU のサーマルスロットリングが重なると、再現不可能なバグが発生します。本稿では TLA+ によるモデル検査手法を詳しく解説します。

時相論理による安全不変条件(Safety Invariants)の定式化

TLA+ における安全性証明は、単体テストの合格に頼るものではありません。あらゆる到達可能状態で成立すべき「普遍的不変条件」を数式で定義します。電子スロットルでは「ブレーキ踏み込み時はモーター要求トルクが常にゼロ」という不変条件を検証。TLC モデルチェッカーが何百万もの遷移を全探索し、例外時に発生する微小なバグを完全な再現トレースと共に出力します。

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