航天嵌入式软件数组越界缺陷特征研究

根据统计,数组越界是航天嵌入式软件开发过程中出现最多且最容易被遗漏的缺陷类型之一.目前自动化检测数组越界多基于抽象解释、符号执行、程序模型检验等方法,这些方法在误报、漏报、可扩展性等方面的表现依赖于软件及缺陷特征.分析了近三年航天嵌入式软件第三方测试中发现的94个数组越界问题,从缺陷模式和缺陷表现形式两方面分析得出10...     

航天嵌入式软件缺陷的分类方法

软件缺陷分类是软件缺陷管理的基础.介绍了软件缺陷的概念,对几种软件缺陷分类方法进行了分析和比较.结合航天嵌入式软件研制流程和缺陷类型分析,提出了一种航天器嵌入式软件缺陷的分类方法,对于缺陷类型和实现与编码错误子类型给出了详细的分类方法.     

面向源代码可信证据的航天软件可信度量评估方法

随着航天技术的迅猛发展,航天软件的功能越来越复杂,规模越来越大,对软件可信性的要求也越来越高.航天软件一旦失信,其带来的损失往往无法估量.从源代码证据入手,建立面向航天领域的嵌入式软件可信度量评估方法.结合航天领域特性,建立了面向C语言代码的可信证据规范,该证据规范区分关键证据与非关键证据以及可信正证据和可信负证据;提...     

基于Eclipse的航天嵌入式软件集成 开发环境设计与实现

针对当前航天器软件研制过程中需要使用多种开发工具的问题,设计实现了集工程管理、代码编辑、语法检查、编译链接和调试测试于一体的航天嵌入式软件集成开发环境.研究成果已应用于航天器嵌入式软件的研发,缩短了软件研发周期并提高了软件质量,同时也为软件集成开发环境的研发提供借鉴.     

基于仿真器的嵌入式软件单元测试方法

介绍了一种基于仿真器的嵌入式软件测试方法,通过构造链接器分析目标文件,生成内存映像,加载到仿真器执行测试.该方法特别适合嵌入式软件的单元测试,支持对不完整的代码进行测试,同时引入了交互式脚本执行机制,支持采用高级脚本语言而不是嵌入式专用汇编语言设计桩函数和测试用例,降低了测试人员的培训代价.航天某院等单位的应用结果显示,该方法能有效提升嵌入式软件的单元测试效率,有较高的实际推广价值.     

嵌入式软件仿真测试平台构件化技术研究

软件测试在航天嵌入式软件研制过程中占有极为重要的地位,使用全数字仿真测试平台进行软件测试是行之有效的方法.对仿真测试平台进行层次化构件分解和构件设计,研究航天软件仿真测试平台构件化开发方法,并给出应用实例,证明了该方法可大幅提高平台开发效率.     

RTEMS操作系统应用开发环境的设计与实现

在嵌入式应用开发中,实时操作系统越来越重要,其开发环境的优劣也成为评价的标准.RTEMS是一个开放源代码的实时嵌入式操作系统.通过建立交叉编译环境、实现远程下载、远程调试以及工程化管理和裁剪,完成了一个具有友好可视化用户界面、易于使用的RTEMS操作系统应用开发环境的设计,为开发人员提供了一个良好的工作平台,为编写大型的嵌入式软件提供了方便,为推广RTEMS的使用打下了基础.该系统已经用于教学和科研领域.      

基于参数类型和访问序的数据冲突静态分析方法

中断数据冲突问题是航天嵌入式软件常见典型问题之一,问题的发生具有较大的偶然性和不确定性,目前缺少较为成熟的技术和有效分析方法,冲突问题仍是时有发生,增大了软件研制周期和维护成本.本文从参数的类型及访问序角度,重点针对数组变量,多于处理器字长变量和关联变量的一次访问操作从源码和反汇编码级别搭建冲突场景并分析造成数据不同步的机理.针对同一个参数的多次访问序,构建高低优先级子程序所有可能存在访问冲突的操作序场景并给出分析结论,并以实例说明固定操作序被打断造成的访问冲突场景.这种通过静态方式下构建冲突场景的分析方法相比较动态方法更容易实施,分析更为充分,对今后数据冲突自动化检测工具的研究具有一定的参考作用.     

航天飞机和空间站何以都错了

1 美国航空航天局领导人相关论述及反应 1.1 关于"航天飞机和空间站是错误的"主要论述 □□航天飞机和空间站几乎是过去30年中美国载人航天计划的全部,然而现在美国航空航天局(NASA)领导人认为都错了.《今日美国报》报道,2005年9月记者采访了NASA局长格里芬,当问到航天飞机是否是一个错误时,格里芬说,"我的看法是这样的,这种设计是极端冒险,公正地说几乎是不可行的途径".当记者问到空间站是否是一个错误时,格里芬说,"如果由我来做决策,我们不会再研制还在研制中、还在轨道上组装中的这种空间站".格里芬局长坦率承认,NASA这两个最大规模的航天项目是两个巨大的错误.他告诉《今日美国报》记者,过去30年几乎所有的美国载人航天计划都是错误的.     

基于时间自动机的操作系统中断管理建模与验证

时序正确性问题一直以来都是航天嵌入式软件的热点、难点问题.运用时间自动机理论,对某星载操作系统的中断管理进行了建模,同时对与操作系统行为存在交互的环境进行了建模,以描述完整的中断管理过程.利用模型检测工具箱Uppaal验证了中断管理模块的状态可达性、安全性、活性等方面的性质,证明了其服务行为的正确性.     

人工智能技术在嵌入式代码审查中的应用与展望

代码审查是航天嵌入式软件开发中的重要环节.近年来,随着嵌入式软件开发需求的增多,传统以人工为主的代码审查方法逐渐不能满足快节奏的软件开发流程.为了减轻审查人员的压力,提升审查效率,研究者们逐渐将目光转向以深度学习技术为首人工智能领域,尝试寻求技术上得突破,以开发更智能的审查系统.本文对近年来人工智能技术在代码审查及程序理解中应用的相关工作进行了归纳总结.首先简要介绍了嵌入式代码审查工作目前面临的困境及解决方案.然后引出了代码审查中的一项重要活动,即程序理解.并详细阐述了目前基于人工智能的程序理解在代码审查中的应用情况.最后根据相关领域的发展情况,对未来代码审查的发展方向作了进一步的探讨.     

航天嵌入式软件数据访问冲突基准测试集研究

针对数据访问冲突问题的检测方法及工具的研究很多,但缺少对其进行评估的基准测试集。文章基于大量真实航天嵌入式软件中断数据访问冲突案例研究的结果,总结出影响数据访问冲突检测的6类要素,设计开发了嵌入式软件中断数据访问冲突基准测试集程序RaceBench,对SpaceDRC工具进行了指标评估。结果表明,RaceBench能够有效评估工具的适用性。     

一种嵌入式软件安全漏洞的代码加固方法

软件定义的概念和技术的发展和应用,装备嵌入式系统的功能主要由软件定义完成,导致装备嵌入式软件规模性和复杂性都在急剧增加,软件安全问题已经成为嵌入式系统乃至装备产品研制和运行维护的核心关注点.借助主流软件代码安全性检测技术,对装备嵌入式软件的漏洞行为和结构分析,建立装备嵌入式软件漏洞特征和系统不安全行为属性规约,通过对软件属性规约的逻辑演算,形成软件安全性加固需求,提出基于安全规约属性模板的漏洞加固代码生成技术,对软件代码中潜在的安全漏洞进行修复和加固,实现装备嵌入式软件强制安全保障.     

一种嵌入式系统软件的非干涉测试方法

传统的嵌入式系统软件测试方法对被测试系统有一定的干涉效应,影响了测试结果的精确性和正确性.采用"非干涉测试方法"可以将这种影响消除,从而得到精确的测试结果,是一种准确反映被测试目标系统真实运行状态的测试方法.与传统的测试方法不同,该方法的特点在于对目标系统完全是非干涉的.通过分析非干涉测试方法的基本特征,提出了该方法的应用模型.在这个模型中,有3个组成部分是必需的,包括静态分析模块,动态分析模块和通过硬件采集目标系统状态信息的数据采集子系统.静态分析模块对被测试软件静态特征进行分析,指导硬件采集子系统如何采集以及动态分析模块如何解析采集的数据.在整个测试周期,"非干涉测试方法"不需要在目标软件中驻留任何仅用于测试的可执行代码.      

一种软件脆弱性自动分析定位的方法

摘要： 为了更好地满足航空航天领域中使用的多种嵌入式软件的高可靠性要求，设计一种软件脆弱性自动分析定位的方法.该方法基于程序切片技术，改进现有的前向计算动态切片算法，利用动态程序切片收集程序运行时的动态信息，构造程序切片谱，设定相关统计量统计程序语句的脆弱性可疑度，生成脆弱性定位报告.在发现软件中存在的脆弱性后，该方法对导致此脆弱性的程序代码根源实现了自动分析定位.基于此方法设计开发了软件脆弱性自动定位工具并进行了实例验证分析，实验证明了该方法的有效性.     

面向航天型号软件的混成建模语言研究

随着我国航天事业的快速发展,软件在航天器中的作用和地位越来越突出,航天软件逐渐成为航天型号任务成败的关键之一.航天型号软件普遍具有实时性高、可靠性要求高、运行环境复杂以及航天器结构复杂、资源受限等特点,这给航天型号软件的描述、设计、分析和实现带来了巨大的挑战.嵌入式周期控制系统语言(SPARDL)仅关注了离散时间的动力...     

航天嵌入式软件动力学仿真环境的通用软件架构

针对航天嵌入式软件测试环境通用化需求,提出动力学软件的通用化设计方法.基于航天动力学仿真的特点,设计灵活、通用和易于扩展的软件框架、接口数据结构和接口函数,适用于在研型号的所有接口处理方式.该方法在实际型号工作中完成应用,显著提高了动力学软件的研制速度,动力学软件运行稳定,精度满足测试要求.     

面向航天器嵌入式软件的在轨修复方法

航天器在轨运行的修复手段主要是软件的在轨修复.SPARC平台是我国航天领域应用最广泛的处理器架构设计.针对SPARC平台的航天器软件在轨修复问题,提出一种基于二次链接的方式生成在轨软件修复注入码的方法,解决在轨修复注入码重定位的问题.通过地面遥控注入,利用航天器在轨软件预埋的钩子函数,实现在轨函数模块的动态替换及恢复,大大提升SPARC平台软件的在轨修复能力.通过多个在轨航天器的实际工程应用,证明该方法是可行的和有效的,且具有良好的工程应用价值.