Технология и инструментальные средства тестирования бортовых вычислительных комплексов реального времени 2012 г. Балашов В. В. 1, Баранов А. С. 2, Грибов Д. И. 3, Чистолинов М



Скачать 374.91 Kb.
страница3/3
Дата23.04.2016
Размер374.91 Kb.
1   2   3

7. ТЕСТИРОВАНИЕ ФУНКЦИЙ ОТКАЗОУСТОЙЧИВОСТИ БВК РВ

В качестве примера подхода к применению КИС ФТ для тестирования БВК РВ рассмотрим тестирование функций отказоустойчивости БВК РВ.

Для тестирования функции отказоустойчивости, стенд должен:


  1. сформировать тестовое воздействие для активизации тестируемой функции БВК РВ;

  2. по ответным данным от БВК и/или по результатам мониторинга обмена по КБИ проверить, что функция отработала правильно.

Как правило, требуемое тестовое воздействие относится к одному из следующих типов:

  1. отправка по КБИ явной команды на активацию функции отказоустойчивости;

  1. имитация сбоя функционирования БВК РВ или его окружения:

программный сбой: доставка искаженных данных по КБИ;

аппаратный сбой: имитация помех на канале, сбоев электропитания, отключения устройств.

Тестовые воздействия указанных типов относятся к внешнему окружению тестируемых блоков БВК, а именно к КБИ и линиям питания. Другие типы тестовых воздействий, такие как имитация порчи данных или аппаратных сбоев внутри тестируемых блоков БВК, требуют инструментирования этих блоков и не рассматриваются в данной работе.

Специализированные адаптеры КБИ, установленные в инструментальных машинах тестирования, применяются в стенде для внедрения сбоев «инверсия бита» и «помехи в канале» в КБИ, подключенные к блокам БВК. Для имитации сбоя питания конкретного блока, его линия питания проводится через программно-управляемый переключатель, который может временно «прервать» эту линию по сигналу от комплекса АИС, входящего в состав стенда. Оба вида аппаратного внедрения сбоев управляются тестами, выполняемыми на инструментальных машинах, или инженером-тестировщиком через пользовательский интерфейс КИС ФТ.

Чтобы как можно раньше протестировать функции реконфигурации БВК РВ в случае сбоев, можно использовать имитационные модели отдельных блоков БВК РВ. Если процедура реконфигурации требует согласованных действий нескольких блоков, только часть которых присутствуют на стенде в аппаратном виде, остальные блоки могут быть заменены имитационными моделями. Это позволяет отрабатывать функции реконфигурации опережающим порядком, подготавливая блоки БВК к интеграции на «головном» стенде комплексирования и приемосдаточных испытаний. Имитационные модели блоков БВК РВ разрабатываются и выполняются на стенде с применением технологии полунатурного моделирования [4].

В таблице 3 приведены примеры подходов к тестированию функций отказоустойчивости БВК РВ, включая базовую поддержку реконфигурации. Эти функции обычно реализуются средствами программного обеспечения БВК. Конкретный набор функций отказоустойчивости и ожидаемых от БВК откликов на тестовые воздействия зависит от специфики конкретного БВК.


Таблица 3. Тестирование функций отказоустойчивости БВК РВ

Функция отказоустойчивости

Тестовое воздействие

Ожидаемый отклик от БВК РВ

Устойчивость к одиночным помехам в КБИ

Внедрение в КБИ сбоя «инверсия бита»

Запрос на повторную отправку искаженного сообщения

Устойчивость к получению сообщения с ошибочными данными

Формирование и отправка в КБИ сообщения с ошибочными значениями данных (например, выходящими за допустимые диапазоны)

Получение от БВК РВ корректных выходных данных, например, рассчитанных на основе последнего полученного корректного значения входных данных

Переключение на резервную линию МКИО в случае сбоя на основной линии


Одновременное отключение всех управляемых стендом оконечных устройств на основной линии МКИО, или длительное внедрение сбоя «помехи в канале» в основную линию

Активизация обмена данными по резервной линии МКИО

Переключение между основным и резервным устройством в паре с горячим резервированием по команде от контроллера канала (тестируется пара устройств)

Стенд функционирует в качестве контроллера канала и отправляет команду на начало реконфигурации

На канале между основным и резервным устройствами начинается обмен данными, относящимися к

реконфигурации. Устройство, ранее находившееся в резерве, сообщает о взятии на себя роли основного устройства и начинает обмен данными по протоколу, заданному для основного устройства.



Переключение между основным и резервным устройством в паре с горячим резервированием (тестируемое устройство работает в резерве)

На стенде работает имитационная модель основного устройства. Имитируется его сбой (отключение абонента на канале или продолжительное формирование некорректных данных).

На канале между основным (моделируемым) и резервным (натурным) устройствами начинается обмен данными, относящимися к

реконфигурации. Устройство, ранее находившееся в резерве, сообщает о взятии на себя роли основного устройства и начинает обмен данными по протоколу, заданному для основного устройства.



Запуск переключения между основным и резервным устройством в паре с горячим резервированием (тестируется БЦВМ; пара устройств моделируется стендом)


На стенде работают имитационные модели основного и резервного устройства. Имитируется сбой основного устройства (отключение абонента на канале или продолжительное формирование некорректных данных).


БЦВМ отправляет по КБИ команду (или последовательность команд) на начало реконфигурации. После завершения (моделируемой) реконфигурации, БЦВМ формирует корректные данные, соответствующие входным данным от модели устройства, ранее бывшего резервным.

Переключение БВК РВ в защитный режим

Имитация множественных сбоев обмена по КБИ и/или работы моделируемых устройств

БЦВМ переключается на выполнение циклограмм обмена по КБИ, соответствующих защитному режиму. БЦВМ отправляет устройствам БВК команды на вход в защитный режим.

Восстановление нерезервированного устройства после сбоя питания.

Управляемый кратковременный разрыв линии питания устройства

По истечении заданного в спецификации времени устройство возобновляет функционирование (в результате успешной перезагрузки), а именно начинает передавать по КБИ корректные данные. Прочие устройства БВК РВ возобновляют расчеты и выдают в КБИ данные, соответствующие данным, сформированным тестируемым устройством.


ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной работе рассмотрены проблемы функционального тестирования БВК РВ, возникающие на различных фазах жизненного цикла БВК РВ и требующие задействования целевого оборудования БВК. Представлен комплекс инструментальных средств функционального тестирования БВК РВ и архитектура стендов, основанных на КИС ФТ. На нескольких примерах проиллюстрировано применение стендов для тестирования функций отказоустойчивости БВК РВ.

Представленный комплекс инструментальных средств ориентирован на тестирование блоков БВК РВ, не подвергающихся инструментированию (в частности, загрузке вспомогательного ПО). Поддержка такого режима тестирования необходима для проведения приемосдаточных и натурных испытаний блоков БВК РВ. Приведенный в работе краткий анализ двух распространенных инструментальных средств тестирования вычислительных систем реального времени показывает, что возможности этих средств по поддержке тестирования неинструментированных блоков БВК РВ существенно ограничены.

В работе также рассмотрено семейство стендов тестирования, основанных на КИС ФТ. Стенды из данного семейства применяются в ОКБ Сухого в процессе разработки и поддержки ПО информационно-управляющей системы ЛА.

Среди направлений перспективного развития КИС ФТ и основанной на нем технологии тестирования следует отметить следующие:


  • Поддержка декларативного описания тестов как альтернативы процедурному описанию на Языке описания тестов. Примером декларативного описания тестов может служить таблица тестовых случаев, каждая строка которой содержит значения входных данных БВК РВ, задержку на их обработку в БВК, и условия для проверки на ответных данных от БВК.

  • Использование единого описания структуры сообщений КБИ во всех тестовых проектах, созданных для конкретной версии ПО БВК РВ.

  • Автоматическая привязка интерфейсов тестовых компонентов к оборудованию стенда (портам адаптеров КБИ на инструментальных машинах) с целью минимизации адаптации тестовых проектов при переносе между стендами. Для поддержки этой возможности необходимо создать и автоматически обрабатывать описание соответствия интерфейсов стенда и интерфейсов тестируемого БВК РВ.

  • Автоматический анализ зарегистрированных последовательностей обмена данными по КБИ на соответствие эталонным расписаниям из Базы данных бортовых интерфейсов.

  • Автоматическое тестирование индикационных форматов на индикаторах в составе БВК РВ. Индикаторы формируют и отправляют во внешние каналы архивные копии отображаемых видеокадров. Для автоматизации тестирования индикационных форматов необходимо разработать средства автоматического сравнения архивных кадров с эталонными изображениями.

  • Поддержка открытых интерфейсов для интеграции стенда с внешними системами отработки БВК РВ, например – стендом кабины пилота. Один из таких интерфейсов описан в стандарте HLA [7].

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Embedded software test automation framework – IBM Rational Test RealTime [HTML] (http://www-01.ibm.com/software/awdtools/test/realtime/).

2. How to Improve Embedded Software Unit/Integration Testing with Automation [HTML] (http://www.vectorcast.com/testing-solutions/unit-integration-embedded-software-testing.php).

3. Balashov V.V., Balakhanov V.A., Bakhmurov A.G., Chistolinov M.V., Shestov P.E., Smeliansky R.L., Youshchenko N.V. Tools for monitoring of data exchange in real-time avionics systems // Proc. European Conference for Aero-Space Sciences (EUCASS), 2011.

4. Balashov V.V., Bakhmurov A.G., Chistolinov M.V., Smeliansky R.L., Volkanov D.Y., Youshchenko N.V. A hardware-in-the-loop simulation environment for real-time systems development and architecture evaluation // Int. J. Crit. Comput.-Based Syst. 1, No. 1/2/3, pp.5–23.

5. Смелянский Р.Л., Костенко В.А., Балашов В.В, Балаханов В.А. Инструментальная система построения расписания обмена данными по каналу с централизованным управлением // Современные технологии автоматизации, 2011., N.3, С.78-84.

6. Balashov V.V., Balakhanov V.A., Kostenko V.A., Smeliansky R.L., Kokarev V.A., Shestov P.E. A technology for scheduling of data exchange over bus with centralized control in onboard avionics systems // Proc. IMechE Part G: J. Aerosp. Eng. 224, No. 9, pp.993–1004.



7. IEEE Standard for Modeling and Simulation (M&S) High Level Architecture (HLA) – Framework and Rules // IEEE, doi: 10.1109/IEEESTD.2010.5553440.


1 Для ряда интерфейсов (например, MIL STD-1553B или Fibre Channel), один и тот же канал может функционировать и как вход, и как выход для блока БВК РВ.

2 Примером такого массива данных является цифровая карта местности.
1   2   3


База данных защищена авторским правом ©bezogr.ru 2016
обратиться к администрации

    Главная страница