文献调研报告

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文献调研报告

第1篇：文献调研报告

-0[8] Simulation and verification of RSSP-II safety communication protocol[C].2012 Second International Conference on Busine Computing and Global Information, 2012.(国内-许孟华)[9] Formal verification of safety protocol in train control system [J].Technological Sciences, 2011(国内-北交团队)[10] 无线传感器网络安全通信协议研究与设计[D].硕士，大连理工大学，2006.[11] 安全关键实时通信协议研究[D].博士，兰州大学，2011.[12] 基于ZigBee的无线传感器网络通信协议栈设计与实现[D].硕士，电子科技大学，2009.[13] 基于工业以太网的列车通信网络研究[D].硕士，北京交通大学，2011.6 检索结果摘要汇总

根据以上检索范围与检索关键词，其中部分检索结果，摘述如下：【篇名】安全通信与安全通信标准EN50159 【作者】杨剑

【期刊名称】铁路通信信号工程技术【年份】2014年2月，第11卷第1期

【摘要】EN50159是欧洲铁路通信信号领域信息传输系统中安全通信标准。对安全通信基本知识进行一般介绍，对最新版本EN50159:2010标准内容进行简单解读，并结合自身实践，对安全通信协议软件开发相关经验要点进行介绍。

【篇名】Development of verification and conformance testing tools for a railway signaling communication protocol 【作者】Jae-Ho Lee, Jong-Gyu Hwang, Ducko Shin, Kang-Mi Lee, Sung-Un Kim 【期刊名称】Computer Standards & Interfaces 【年份】2009 【摘要】Verification and conformance testing for protocol specification, the key part of the protocol development proce, are complementary technologies employed to increase confidence that a system will function as stated in its specifications.In this paper, we verify the safety and livene of the protocol specified for the Labeled Transition System(LTS)by using model-checking method and implementing the testing tool, which experimentally demonstrates the presence of deadlock and reachability from the initial state to a random state.Implementing the testing tool can use modal mu-calculus to ae whether protocol model properties, presented by modal logic, meet protocol specifications.In addition, we propose a conformance testing tool to check correct implementation of sequences that have been derived by the UIO method from the specification of the protocol being verified.This generating tool uses the C++ language in the Microsoft Windows NT environment.【篇名】Compositional verification of a communication protocol for a remotely operated aircraft 【作者】Alwyn E.Goodloe, César A.Muñoz 【期刊类型】Science of Computer Programming 【年份】2013 【摘要】This paper presents the formal specification and verification of a communication protocol between a ground station and a remotely operated aircraft.The protocol can be seen as the vertical composition of protocol layers, where each layer performs input and output meage proceing，-2本文着重介绍了协议栈的MAC层、网络层的设计与实现。设计实现的MAC层在数据服务上支持直接传输与间接传输,支持CSMA/CA机制接入信道;在管理上,支持信道的扫描、数据请求、关联等功能。网络层支持网络的建立、加入、离开、网络地址分配等网络管理功能,支持网络数据的单播及广播服务等数据服务功能。网络层的路由管理支持多对一、分级路由、最小路由成本等路由策略。

本文在以射频芯片CC2531为核心硬件平台上,进行了协议栈的性能指标测试:MAC层主要进行链路的数据传输吞吐量与丢帧率等性能指标的测试;网络层主要进行自组织网络能力、路由算法反应能力、端对端网络时延及传输成功率等性能指标的测试。

7 调研结果分析 7.1 国外相关研究

[1] Development of verification and conformance testing tools for a railway signaling commun-ication protocol[J].Computer Standards & Interfaces,2009.论文的主要工作就是采用label transition system（LTS）和输入/输出有限状态机（I/O FSM）来描述了一个通信协议，并验证铁路信号通信协议的安全性和活性，验证方法是μ算子（mu-calculus）和模型检测(model checking)，这其中的一致性测试、UIO序列、测试生成方法都是依据I/O FSM 中层模型来实现的。论文中指出协议验证包括在实施协议之前检查用户需求与协议是否匹配，分析协议规范是否正确等。

[4] Group communication on highways: An evaluation study of geocast protocols and applications[J].Ad Hoc Networks, 2013.该论文针对高速道路交通系统的安全通信需求,提出一种DBA MAC(Dynamic Backbone Aisted MAC)协议,通过模型分析、仿真学习等方法得到信噪比、通信延时等QoS参数，并与传统的geocast协议相比，仿真结果证明可以该协议可以作为高速道路交通系统中的安全通信协议。

[5] Compositional verification of a communication protocol for a remotely operated aircraft[C].Science of Computer Programming, 2013.该论文主要对遥控飞行系统和地面站之间的安全通信协议进行组合验证，从而对协议整体安全性进行验证。为了对通信协议进行安全性验证，首先要对其进行各种规范和状态的定义，这里用到的PVS是一种紧密耦合的规范语言，也是一种交互式的定理证明器。接着将协议分为应用层、传输层、链路层和介质层,每一层都单独执行输入和输出消息的处理，并且每一层的传输过程都应该满足不同的信息传输要求。这里用PVS表示不同层的行为和状态,从而验证其安全性。

7.2 EN50159学习

该标准中没有对通信协议的基本框架有规定，也未对安全通信协议的具体内涵和要求有规定。

欧洲电工标准化委员会(CENELEC)制定了网络传输系统安全通信标准EN50159，该标准适用于为了通信使用封闭或开放传输系统的安全相关电子系统。为在连接到传输系统的安全相关设备之间达成安全相关的通信，该标准给出了所需的基本要求（并不是专门针对安全通信协议）。

早期公布的版本中分为EN50159-1:2001和EN50159-2:2001两部分。EN50159-1定义了封闭传输系统中的安全通信标准,而EN50159-2则定义了开放传输系统中的安全通信标准。2010年9月的最新版本的EN50159:2010标准中,将两部分合成一部分,统称为传输系统的安

-4尽管目前有多种可用的现场总线，但其并没有被广泛的应用于安全关键系统中，因其开发过程中并没有融入安全的设计理念，而是在实现完成后，再去推到其设计的安全性。作为一种涌现特征，安全性不可能在系统部署之后被添加进去，它必须贯穿于系统的整个开发过程中。因此若要将现场总线应用于安全关键系统，应将安全管理概念贯穿于协议设计开发和验证过程中，从过程中保证与安全标准的兼容性以提高系统的安全置信度。

工业用现场总线的拓扑方式主要有总线型、星型、环型、树型等，不同的组网方式有各自不同的优缺点。其中星型拓扑结构中所有的通信节点都连接在一个中心设备上,删除或移动某个节点都比较方便,某个节点发生故障,不会影响到整个网络,中心节点是整个网络的关键,要求具有很高的可靠性和安全性。

（2）工业以太网

现场总线技术诞生后，实时通信网络技术被广泛的用于工业控制领域，如上面内容所示，有40多种不同的现场总线应用在不同的行业领域。与此同时，工业以太网成为现场总线研究和应用的新热点，并涌现了大量的工业以太网实时通信协议应用于工业控制领域。

虽然相比于现场总线技术,以太网具有普遍性,低成本,高带宽等特性。但是同时传统以太网是一种非确定性、非实时性的网络系统，会造成数据传输的不确定性，无法满足安全关键系统信息传输对于网络的高实时性和确定性的要求。同时最初以太网的设计也没有考虑到安全关键系统工业现场的特殊应用环境，也无法保证通信网络的可靠性和稳定性。

为了满足实时性和稳定性要求，同时降低成本，部分实时通信协议对OSI参考模型进行了优化，只剩下物理层，数据链路层和应用层。在物理层和应用层的制定上实时通信协议都比较灵活，而对数据链路层的制定相对严格，因为介质访问控制层(MAC层)的特征直接与通信协议的实时能力相关。目前在实时通信协议中使用的MAC层协议有基于载波监听多路访问(Carrier SenseMultiple Aeees,简称CSMA)方式,令牌坏/令牌总线,minislotting,和时分复用访问(Time Division Multiple Acce，简称为TDMA)方式，基于每一种访问控制方式都产生了大量实际应用的实时协议。（3）无线传感器网络

无线传感器网络由具有通信协议转换功能的网关节点和大量运行着同一系统平台的传感器节点组成。传感器节点具有受限的能量、存储及处理能力弱、较短的通信距离等特点 ,并集成了简单的数据采集与处理、无线通信、路由转发等多种功能。

无线传感器网络技术应用前景非常广阔，并已广泛应用于诸多领域。无线传感器网络中的通信协议栈属于网络底层关键技术之一,是使得传感器网络应用能够进行交互的关键所在。它直接影响到无线传感器网络的能量消耗、时延与系统的运行效率。

传感器与应用程序之间,传感器节点之间的通信都需要通信协议支持。传感器网络的通信协议体系结构是按功能划分为物理层、数据链路层、网络层、传输层。有别于传统网络,无线传感器网络的通信协议要保证传感器节点既要能自组织形成网络,又要在运行当中能够进行自我控制和管理,使其工作在一个高效的状态。

目前业界并没有制定针对无线传感网络的通信协议标准规范。IEEE802.15.4标准由于其低功耗,低成本,短距离通信等特点与无线传感器网络特性非常类似,从而被业界视为无线传感器网络事实上的标准。而在IEEE802.15.4标准基础上发展而来ZigBee技术也被广泛应用在无线传感器网络应用当中。IEEE802.15.4标准主要致力于低速无线个人局域网,制定了物理层及媒体访问控制层(MAC)规范。ZigBee联盟在其基础上,制定了网络层和应用支持子层规范。

8 调研结论：

（1）标准EN50159只关注了在安全相关系统中借助于非安全设计的通信系统的安全信息传输过程中所设计的安全问题。它归纳了与通信相关的安全需求，列举了在通信系统中常见的可能存在的安全危害，推荐了一系列的防御方法。标准并未对安全通信协议有明确的规定。（2）国外专门针对安全关键系统的安全通信协议前期的设计、分析、建模等不是太多（较相关英文文献多为国内研究学者发表），而针对协议验证的研究相对多一些。较常研究的通信协议应用背景一般有铁路交通系统、航空系统、核工业系统等。在协议验证这块，采用形式化验证（采用某种规范来描述协议）和仿真结合的方式比较多。

（3）通信协议的网络具有代表性的有现场总线、工业以太网、无线传感器网络等。

第2篇：文献调研报告

摘要

多孔氧化铝-g-苯乙烯磺酸（Al2O3-g-PSS通过表面活化,接枝聚合和磺化已经被成功制备【1】。对磁盘进行抛光结果表明与纯的多孔氧化铝和固体氧化铝相比较，这种改性的多孔氧化铝具有更小的改变磨料表面形貌和具有更小的表面粗糙度。

Wu and Lei [2] 成功的制备了多孔的氧化铝磨料，它比固体氧化铝具有更好的化学机械抛光性能，它表明带孔的氧化铝由于磨料的吸附作用能改善抛光表面。

Lei [3] and Zhang[4] 通过修饰固体氧化铝磨料，通过与单纯的固体氧化铝具有好的表面粗糙度。

多孔的氧化铝被成功制备[5]。

Zhang[6]等制备了氧化铝接枝上聚甲基丙烯酸(a-Al2O3-g-PMAA)的磨料，并对玻璃进行了化学机械抛光性能进行了性能研究，得到了很好地抛光效果。

Yano et al.[7]开发了一种无机/树脂磨料的抛光液，用这种抛光液对Al /低k波纹布线CMP，得到了很好地效果。

Lei and Zhang [8] 研发了一种氧化铝/二氧化硅核壳结构磨料的抛光液，这种抛光液导致了低的表面粗糙度，少量的划痕，在相同情况下比纯的氧化铝磨料具有更好的抛光效果。

余栋梁[9]以氧化铝为磨料，在抛光液中加入了1.5%过氧化氢，1%氨基乙酸，适量的BTA有效的改善了铜/阻挡层/氧化硅介质层的选择比，有效的减少了蝶形尺寸。

Tian, L [ 10 ]制备了球形的纳米颗粒，并研究了它的化学机械抛光效果。对玻璃CMP显示后该纳米复合材料氧化铝磨料表现出更好的表面平坦化性能比纯的单一α相氧化铝纳米粉末，具有降低的表面粗糙度和划痕的效果，结果表明，目前处理的纳米氧化铝粉体合成是对氧化铝研磨剂实际应用中巨大潜力。

Lei, H [ 11 ] 为了提高化学机械抛光(CMP)中抛光液中氧化铝磨料的分散稳定性,氧化铝粒子接枝聚丙烯酰胺成功的制备了磨料。与纯氧化铝磨料相比，复合磨料表现出更好的可分散性和分散稳定性，复合磨料的可分散性非常依赖聚丙烯酰胺的接枝率,复合粒子的平均直径随着接枝率下降。

雷红[ 12 ] 制备了一种超细Al2O3抛光液。进而研究了其在镍磷敷镀的硬盘基片CMP中的抛光特性，结果表明抛光液中Al2O3粒子用量、氧化剂用量均直接影响抛光后的表面质量及材料去除速率.宋晓岚[ 13 ] 以异丙醇铝为原料，甲苯为溶剂，氨水为pH值调节剂，采用溶胶-凝胶法制备了含有alpha和theta2种晶型的高纯纳米A12O3颗粒, 配制稳定的A12O3 CMP浆料的合适工艺条件为：在A12O3固含量为6％的浆料中，加入质量分数为10％的H2O2作为氧化剂，体积分数为0．99％的异丙醇胺作为分散剂，同时将浆料的pH值控制在3～4，能得到长时间不沉降的稳定浆料．

【1】 Liqin Huang, Zhijun Wang, Hong Lei , Ruling Chen.Preparation of porous alumina-g-polystyrene sulfonic acid abrasive and its chemical mechanical polishing behavior on hard disk substrate.Microelectronic Engineering 116(2014)11–16.【2】 X.Wu, H.Lei, R.L.Chen, Preparation of porous alumina abrasives with different morphologies and its chemical mechanical polishing behavior, In: International Conference on Materail and Products Manufacturing Technology, Chengdu, China, 2011, pp.415–420.【3】 Hong Lei, Bu Naijing, Ruling Chen, Ping Hao, Sima Neng, Tu Xifu, Kwok Yuen, Thin Solid Films 518(2010)3792–3796.【4】 Hong Lei, Zefang Zhang, Microelectron.Eng.85(2008)714–720.【5】 Qian.Liu, Aiqin.Wang, Xiaodong.Wang, Tao.Zhang, Micropor.Mesopor.Mat.100(2007)35–44.【6】 Zefang Zhang , Hong Lei.Preparation of a-alumina/polymethacrylic acid composite abrasive and its CMP performance on gla substrate.Microelectronic Engineering 85(2008)714–720.【7】

H.Yano, Y.Matsui, G.Minamihaba, et al., Mater.Res.Soc.Symp.Proc.671(2001)M5.1.【8】

H.Lei, P.Z.Zhang, Appl.Surf.Sci.253(2007)8754–8761.【9】俞栋梁和程秀兰.铜化学机械抛光工艺中蝶形缺陷的优化.电子与封装，2008（4）：29-31.【10】 Tian, Li;Zhang, Zongtao;Zhang, Jing;Sun, Qiuxia;Jia, Xiaolin.Preparation of Composite Spherical Alumina Nanoparticles and Study on Their CMP Performance.Key Engineering Materials, 869(2013)562-565.【11】 Lei, H(Lei Hong);Lu, HS(Lu Hai-Shen).Preparation and characterization of alumina-g-polyacrylamide composite abrasive.CHINESE JOURNAL OF INORGANIC CHEMISTRY, 23(2007)1763-1766.【12】 Lei Hong;Zhu Yuliang;Tu Xifu;Qiu Haineng;Fang Liang;Luo Guihai。超细氧化铝抛光液的制备及其抛光特性研究（Preparation of ultra-fined Al2O3 slurry and its polishing properties on disk CMP）.Journal of Functional Materials,36(2005)1425-1428.【13】 Song Xiaolan;Yang Zhenhua;Qiu Guanzhou;Qu Xuanhui.Synthesis of AI2O3 nanoparticles and dispersion and stability for its suspension.Journal of Central South University of Technology,34(2005)484-488.一

粉末纳米氧化铝磨料的制备和抛光液的配置【文献已经找到，可进行试验】，并对一些组分的机理进行研究。

二

纳米氧化铝表面的修饰并接枝高聚物【文献已找到，可进行试验】。三

介孔纳米氧化铝磨料的制备【以带有孔的纳米氧化铝的制备（文献已经找到）为出发点，制备介孔程度的纳米氧化铝，测试孔的大小到达介孔程度】,并对抛光效果进行研究。[创新研究]其实主要想法就是利用介孔，把介孔材料性能引进来（还没有查到文献在抛光方面探索）。

四

介孔氧化铝吸附作用处理后抛光的效果，并对其修饰并接枝高聚物进行抛光研究。【创新研究】方案：

一粉末纳米氧化铝磨料的制备和抛光液的配置

1 以聚羧酸为分散剂，溶于去离子水中，机械搅拌下加入适量的粉末纳米氧化铝，搅匀后超声处理。

2 将上述所得分散剂加入氧化剂过硫酸钠和缓蚀剂硫脲，用硝酸调节溶液PH在3-4之间。（设计实验测出氧化剂的最适宜的浓度和PH的最佳值）。