基于QEMU实现的处理器类故障模拟与注入方法研究

故障注入技术在BIT软件测试中是一种有效的手段。针对电路板级BIT软件测试中遇到的问题,介绍了一种基于开源模拟器QEMU实现的处理器类故障模拟方法。采用该方法对多种处理器故障进行仿真建模,通过对QEMU的扩展开发,加入故障行为模拟模块和故障注入模块,以实现一个具有处理器类故障注入功能的系统级模拟器BitVaSim。首先分析处理器功能故障模式,提取故障的关键字值对,用XML Schema定义故障并用于故障建模;其次对QEMU代码进行二次开发以实现对处理器故障行为的模拟;然后通过配置故障注入接口实现模拟器运行时的故障模式匹配、故障按条件触发等功能;最后通过实验案例来观察模拟器的故障表现,评价这种基于模拟器的故障注入技术。实验过程和结果显示这种方法是有效可行的。     

数字电路平行故障模拟方法的研究与实现

本文用平行的方法实现了对数字电路的故障模拟。对于组合电路,通过引入敏感输入的概念,大大提高了算法的实现效率。对于时序电路,通过将触发器展开成基本门的形式,在门级描述的基础上实现了故障模拟。本文最后给出了对十个电路例子(ISCAS Benchmark Cicuits)的模拟结果。这种故障模拟方法的研究对提高测试产生的效率有一定的帮助。     

一种快速测试Java异常处理机制的方法

异常处理机制能增强程序运行的可靠性，提高软件的健壮性，但异常处理代码本身可能存在错误．由于它的特殊性。采用与测试普通代码同样的方法对其进行测试，通常效率不高而且很难达到预期的效果．在分析了利用断言违背策略进行软件故障注入技术的基础上，提出了将Java异常处理机制的特殊结构同断言违背策略、程序变异技术相结合，可以有效地测试异常处理代码。并设计工具来支持这种故障注入方法．     

分布式星载系统故障注入研究

基于软件的故障注入是对星载计算机系统可靠性进行的一种评测技术.本文首先提出了用软件方法进行的故障注入系统,并提出故障注入模型;其次阐述了由本课题组自主研究开发的一种用于评测星载系统可靠性的软件故障注入工具(SFID),最后对实验结果进行了分析.     

BIT验证中1553B总线故障注入设备的设计与实现

为满足航空电子设备中机内测试(BIT,Built- in- test)的试验验证需求,设计并实现了基于VxWorks操作系统的1553B总线故障注入设备;总线故障注入设备是1553B总线(MIL_STD_1553B总线的简称)故障注入系统的核心,是实现故障注入任务的关键;结合1553B总线协议和通信特点,基于一般总线故障注入方法,详细分析了适用于该总线的故障注入方法;阐述了总线故障注入系统的结构框架和工作原理,并给出了1553B总线故障注入设备的详细设计方案,包括具体的硬件实现、软件设计和系统的工作流程,最后通过搭建仿真测试环境进行试验,系统对总线上传输的数据进行了有效地故障注入,验证了该故障注入设备功能的正确性和可靠性.     

基于Simics的系统级故障注入平台

故障注入技术是评价系统可靠性的有效方法。现有基于仿真的故障注入平台大多基于现场可编程门阵列或超高速集成电路硬件描述语言实现,对故障模型的支持非常有限。为此,基于Simics结构级模拟器,设计并实现系统级硬件故障注入平台。该平台上层支持不同固件、操作系统以及应用程序,底层支持对处理器典型流水部件的故障注入,同时实现瞬时故障、永久故障和间歇故障模型以及其他较全面的故障类型,并将一组系统级故障检测机制集成入平台中。实验通过监测硬件故障在系统级的传播,对比分析了故障对不同部件造成的系统级影响,结果表明,瞬时故障对系统影响较小,永久故障容易引起系统失效,间歇故障对各部件有不同程度的干扰作用。     

基于E语言的故障建模方法研究

为适应故障注入的自动化和实时性要求,针对试验人员需在试验开始前给出故障信息和编写试验方案,提出产品故障、元故障和故障模型概念,提取产品故障和元故障特征。在此基础上,采用IEEE Std 1647TM-2006的“E”功能验证语言,描述故障特征、构建故障模型,并给出故障模式的描述方式。最后以某电子飞行显示系统为应用案例,案例表明,故障模型及其描述方法可有效地提高故障注入的自动化和实时性水平。     

基于故障注入的仿真测试方法过程框架

在嵌入式系统组成特性和嵌入式软件测试抽象分析基础上,提出了一种基于故障注入的嵌入式软件仿真测试方法.结合故障注入试验过程特点,将故障分析、故障建模和故障注入技术有效地应用于嵌入式软件仿真测试过程中,并对该方法的测试过程框架进行了探讨.     

基于CPLD控制的故障注入器的设计与实现

利用故障注入方法对故障诊断系统进行检测是提高系统可靠性的重要途径.针对模拟信号的特点,设计开发了一个基于CPLD控制的故障注入器,详细阐述了该故障注入器的结构组成、功能模块以及软硬件的设计,并将此故障注入器用于故障诊断专家系统的有效性验证上,试验结果表明,此故障注入器在设计上具有通用性、有效性、无破坏性和易操作性等特点.     

基于故障等级分析的软件可靠性评估方法研究

介绍了一种基于故障等级分析的软件可靠性评估方法,这种方法利用了软件系统测试后得到的缺陷数据,对每一个缺陷导致失效的内外因进行分析,算出每个缺陷的失效率。将失效数据进行分级,在失效率小的等级中进行故障注入,试验结果表明,该方法将软件可信性定位在正确性、可靠性、容错性、安全性、隐私性,通过这五个要素的评估。评估的有效性和合理性不亚于传统的方法,大大提高了软件开发的质量和效率。     

基于软件故障注入的嵌入式系统鲁棒性测试

以研究对嵌入式系统鲁棒性进行评价和基于软件故障注入技术的嵌入式系统鲁棒性测试为目的。对嵌入式系统鲁棒性测试的相关概念以及软件故障注入技术原理进行了介绍,以Linux操作系统内核函数测试为例,通过对系统API参数的故障注入接口进行分析,提出基于GDB工具的软件故障注入方法来实现系统鲁棒性故障注入测试。完成了相应的Linux操作系统API接口故障注入测试实例并给出了测试结果。为嵌入式系统鲁棒性测试提供了更为直观、有效的方法。     

基于软件仿真技术的外源性故障注入方法研究

针对当前复杂系统测试性试验中存在的无法模拟外部条件性存在的设备故障、外部输入输出故障模式单一等故障注入问题,定义了外源性故障的概念;针对外源性故障具有的功能逻辑和运行场景特性、故障源繁杂特性、模拟难度大成本高特性、总线交联特性,总结了外源性故障注入的基本要求;提出了一种面向外总线复杂应用数据仿真的外源性故障注入方法,面向总线应用层数据,从复杂系统的高级应用逻辑出发,模拟复杂系统交联环境、使用方式等故障行为,建立自动化的实时仿真故障注入环境,通过全数字仿真模型模拟交联环境的行为,进一步通过模型输入、输出或模型参数的改变,实施总线高级行为的故障注入。最后阐述了测试性试验中的外源性故障注入实施方案,分析了该方法的关键技术和环境构建思路,制定了外源性故障注入试验的实施流程。     

一种模型驱动的协议测试故障注入引擎设计

故障注入是一种测试协议实现容错能力的有效方法,而基于模型的故障描述方法能够提高测试的可视性和有效性。提出一种面向协议测试的故障注入引擎,并采用模型驱动的方法,通过测试模型指导故障注入活动,具有移植性强、简便高效等特点。     

用软件中断实现的Linux内核故障注入方法

针对容错操作系统的可靠性评测问题,提出一种向Linux内核注入“单个位”故障的方法。基于x86体系结构中的软件中断机制,首先利用可加载内核模块机制在时钟中断中设置一个探测点,然后将用户态的故障数据传输到内核空间,最后利用一种C/S结构的故障注入模型,分别向Linux内核的arch、fs、kernel和mm四个子系统注入故障（瞬时型、间歇型和永久型）6700余次。实验结果表明,与arch和fs子系统相比,kernel和mm子系统对故障的敏感度较高,平均检测故障覆盖率达到38.23';与数据段相比,内核代码段对故障的敏感度较高,平均检测故障覆盖率达到73.49',该方法提高了容错型操作系统可靠性评测的速度和准确度。     

软件错误注入测试技术研究

论文主要介绍了一种在高可靠性系统中常用的错误注入测试技术,讨论该技术的原理与方法,以及在提高软件质量、增加系统健壮性等方面所发挥的作用.针对系统运行过程中常见的环境异常、外部攻击等问题,通过函数封装和虚拟输入的形式模拟各种错误和异常,用来验证系统的可靠性与健壮性,从而提高系统测试的效果和覆盖.     

基于信号调理的逆变器IGBT开路故障注入方法

针对采用直接切断驱动信号的方式模拟绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)开路故障的局限性,在分析三电平逆变器IGBT开路故障表现形式及其外特性的基础上,提出一种基于信号调理的故障注入方法.通过故障注入单元对注入到被测对象的正常信号进行信号调理,将含有故障信息的信号加载到原有正常信号中再注入到被测对象,实现对IGBT不同表现形式开路故障的模拟.在CRH2型高速列车牵引传动系统虚拟仿真平台上进行故障注入仿真,结果证明该方法可行且有效.     

测试性验证试验的故障注入方法优化研究

测试性验证试验是舰炮制导弹药测试性水平的主要验证手段,故障注入是验证测试性水平的一种有效方法。舰炮制导弹药封装严密,故障注入难度大,导致部分故障模式无法实现和故障覆盖率较低,如何进行故障注入方法的优化和减少故障注入的成本成为亟待解决的问题。从某型舰炮制导弹药的故障模式分析出发,研究了其故障传递特性,利用故障传递特性建立故障与状态、故障与故障之间的关系,并运用贝叶斯网络多树传播算法得到了测试性等效故障相关矩阵,使用等效故障代替无法注入的故障,有效提高了故障的覆盖率,优化了测试性故障注入方法,完善了测试性验证试验。最终使测试性验证试验更加完备,测试性水平的验证结果可信度更高,实现了某型舰炮制导弹药主要故障模式的全部覆盖。     

软件错误注入测试技术研究

软件错误注入测试(software fault injection testing,简称SFIT)技术经过近30年的发展,一直是软件测试领域最活跃的研究内容之一.作为一种非传统的测试技术,在提高软件质量、减少软件危害及改进软件开发过程等方面起着重要作用.对软件错误注入测试的研究现状及动态进行了调研,对该领域相关技术进行了归类及介绍,并对当前较为有效的测试框架和原型工具进行了总结,同时介绍了正在研发的基于SFIT技术的构件安全性测试系统CSTS.在认真分析现有技术的基础上,总结了当前软件错误注入测试存在的问     

基于故障字典法的某型放大器的故障诊断研究

针对某型放大器进行了基于故障字典法的故障诊断方法的研究,利用Protel软件,对某型放大器的静态工作及瞬态工作过程进行了仿真分析,并根据所得数据建立故障字典,实验结果表明该故障字典的建立方法具有有效性和实用性的特点.