现代复杂嵌入式软件系统的高可靠性需要有效的基于模型的设计与分析技术。由于嵌入软件具有极高的可靠性、严格的实时性以及资源、能耗使用的受限性,使得保证系统设计满足给定的功能规约以及满足非功能方面的严格限制成为嵌入式计算领域中的重要研究课题。传统的嵌入式软件可靠性保障技术主要关注于系统开发后期,而在系统设计前期缺乏有效工具对系统设计的功能性质以及非功能性质进行分析与验证。本文以接口自动机及其扩展模型作为构件化嵌入式软件的设计模型,以UML顺序图描述基于场景的功能规约,对基于接口自动机及其扩展模型的多个模型检验抽象算法进行分析且设计相应的算法实现框架。进而在Eclipse平台上设计并实现了一个基于接口自动机模型的构件化嵌入式软件设计的形式化验证原型工具T-CBESD(Tool for Component-Based Embedded Software Design)。该工具直接使用UML顺序图模型作为系统规约,可以检验系统设计模型与场景规约之间多种行为一致性问题;并使用消息事件的时间约束不等式,检验实时接口自动机网络与带时间约束的顺序图模型之间的实时行为一致性问题;另外,对非实时资源使用相关性质以及与时间相关的能耗性质进行分析和验证。工具设计与实现的主要内容包括:输入输出接口、顺序图模型的预处理转换、状态空间数据结构设计、抽象验证算法的实现,最后通过两个具体的应用实例,介绍了该模型验证工具在嵌入式软件系统设计阶段的应用。