基于故障注入的嵌入式系统测试研究

发布时间：2021-05-26 19:52

　　嵌入式系统的复杂性和广泛应用使人们越来越关注其可靠性。嵌入式软件测试是保证嵌入式软件正确性和提高嵌入式软件可靠性最基本和最有效的手段。嵌入式系统软件由于其自身的特点,在开发和测试方面的难度往往大于通用软件。传统的结构化测试方法在测试软件可靠性方面也有一些缺点。故障注入技术是一种通过注入故障的方法来测评容错机制、验证系统应对异常能力,从而提高系统可靠性的有效办法。在通用故障注入框架的基础上,本文针对故障注入的输入域和输出域提出了一种用于嵌入式系统平台的故障注入方法。该方法结合嵌入式系统平台的结构特点和可靠性设计,由此建立故障模型;并利用嵌入式平台API,在硬件接口层、OS接口层以及应用层实现多层故障注入。在结果分析部分,通过分析故障/失效概率,各种失效分布和故障来源来分析试验结果;结合故障树分析方法定性分析系统故障传播和故障依赖关系,定量估算被关注事件的故障概率。最后结合嵌入式平台具体应用,通过应用实例,用实验的方法验证所提出方法与实现技术的正确性与可行性。作为传统测试方法的一种补充,文中所述的故障注入方法重点观察被测对象在异常条件和无效参数下的应对情况。结果也表明,使用这种测试方法提高... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 研究背景
    1.3 研究的目的与意义
    1.4 论文的组织
第2章 基于故障注入的测试研究综述
    2.1 传统的软件测试方法
        2.1.1 测试的定义
        2.1.2 几种基本的测试方法
        2.1.3 嵌入式软件测试技术
        2.1.4 传统测试方法的缺点
    2.2 系统可靠性研究
        2.2.1 系统可靠性定义
        2.2.2 软件可靠性评估方法
        2.2.3 嵌入式系统的可靠性评估方法
        2.2.4 嵌入式系统可靠性设计方法
        2.2.5 系统可靠性测试方法
    2.3 故障注入方法和技术研究
        2.3.1 故障注入原理
        2.3.2 故障模型
        2.3.3 故障注入方法
        2.3.4 故障注入试验结果分析
        2.3.5 故障注入技术的应用和研究方向
    2.4 本章小结
第3章 嵌入式系统平台注入故障方法
    3.1 故障模型
        3.1.1 容错机制模型
        3.1.2 嵌入式系统层次模型
        3.1.3 建立故障模型
    3.2 故障注入点
        3.2.1 硬件接口
        3.2.2 OS接口
        3.2.3 识别接口方法
    3.3 注入故障方法
        3.3.1 改变系统内部状态
        3.3.2 修改API接口
        3.3.3 应用层故障
        3.3.4 故障激活
    3.4 本章小结
第4章 故障注入结果分析方法
    4.1 失效分析
        4.1.1 系统失效模型
        4.1.2 任务失效模型
        4.1.3 失效分析方法
    4.2 故障分析
        4.2.1 故障树分析法
        4.2.2 建树步骤
        4.2.3 定性评估
        4.2.4 量化计算
    4.3 本章小结
第5章 基于故障注入的测试实现
    5.1 试验采用的嵌入式系统平台
    5.2 故障注入实现过程
    5.3 故障注入试验结果分析
        5.3.1 失效类型分布
        5.3.2 故障树分析实例
        5.3.3 覆盖率分析
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简历


【参考文献】：
期刊论文
[1]软件中的错误传播分析[J]. 李爱国,洪炳鎔,王司,朴松昊.  计算机研究与发展. 2007(11)
[2]操作系统健壮性测试方法研究[J]. 赵则章,江建慧.  计算机工程与应用. 2007(07)
[3]故障树模块化分析系统可靠性[J]. 陈光宇,黄锡滋,唐小我.  电子科技大学学报. 2006(06)
[4]综合故障树分析方法在容错计算机系统中的应用[J]. 范长征,蒋凡,曾凡平.  计算机仿真. 2006(04)
[5]基于软件故障注入的容错性能评测技术[J]. 谭玲,曲峰,董剑,杨孝宗.  计算机工程与科学. 2005(11)
[6]VLSI可测性设计研究[J]. 杜俊,赵元富.  微电子学与计算机. 2004(10)
[7]一种用于白盒测试评估的错误播种方法[J]. 罗莉琴,宫云战,王海东.  计算机工程与设计. 2004(09)
[8]嵌入式软件开发方法研究及应用[J]. 黄贤英,肖朝辉,陈媛.  自动化技术与应用. 2004(03)
[9]利用软件故障注入提高软件测试覆盖率[J]. 温东新,刘宏伟,杨孝宗,董剑.  同济大学学报(自然科学版). 2002(10)
[10]安全系统可靠性分析方法[J]. 张钊谦,吴重光.  安全与环境学报. 2002(02)



本文编号：3206965