随着实时嵌入式系统在汽车和航空电子等领域的复杂性和安全性日益突出,应用严格分析技术以确保系统可预测就显得非常重要。因此统一建模语言UML采用了 MARTE(Modeling and Analysis of Real-Time and Embedded Systems)作为其在实时嵌入式系统领域的扩展,提供了规范、设计和验证平台的支持。MARTE提供了一个丰富的时间模型,当使用MARTE时间模型时,许多相互依赖的时钟要在模型中定义,而这种时钟的相互依赖关系可以由一门专用的语言指定,称之为时钟约束语言(CCSL)。CCSL指定了时钟间同步和异步的约束关系,为MARTE模型上的因果时序分析提供了支持。一个重要的问题是验证描述系统模型时间需求的CCSL约束的可满足性,这个问题能够帮助开发人员在系统设计阶段发现缺陷,从而避免在开发阶段带来不必要的损失。目前许多研究人员都在探寻CCSL的形式化分析方法,主要是利用迁移系统、Promela语言、Buchi自动机、时间自动机、重写逻辑等对CCSL约束进行转换,结合相应的工具进行分析验证。然而有些方法需要不寻常的中间转换过程,容易导致出错或者效率低下。有些转换方法不能转换所有的约束或者只考虑了部分约束的转换。基于状态的转换方法容易导致状态爆炸,影响分析效率。本文提出基于SMT的统一而高效的CCSL形式化分析方法,可用于CCSL的可调度分析、LTL模型检测、死锁检测、蕴含关系证明以及迹分析,依托于高效的SMT求解器Z3和CVC4进行分析和验证。将CCSL约束转换成SMT公式的过程是十分自然的,避免了复杂的中间转换过程,从而降低了出错的风险。不同于一些方法只能转换部分CCSL约束,CCSL约束到SMT公式的转换没有这个限制。众所周知,基于SMT的方法能够有效的克服模型检测的状态爆炸问题,利用该方法提升了对CCSL约束进行模型检测的效率。同时基于SMT的方法还能通过理论证明来证明CCSL约束具有一些属性,这是大部分现有的对于CCSL形式化分析方法缺少的。本文不仅交代了基于SMT的CCSL形式化分析方法在五个方面上的理论实现,而且给予相应的实际例子表明方法的可行性和有效性。自主开发了一个CCSL的分析验证工具,集成提出的方法,并应用了一个铁路联锁系统的案例。