软件可靠性的量化问题讨论

在航天器中,随着软件数量的增多,软件可靠性问题日趋尖锐。软件可靠性不能只停留在定性分析阶段,要建立明确的可靠性指标,要通过全任务剖面建立起来的测试用例,对给定软件作长时间的测试和可靠性评价,以便展现软件可靠性不断增长的过程。本文介绍软件可靠性量化的方法,供软件研制者参考。     

基于LPC2292的嵌入式Ethernet-CAN转换器

为了在不改变原有网络结构的情况下,将现场总线控制系统改造为以太网分布式控制系统,作者研发了基于ARM体系结构的LPC2292嵌入式微控制器和RTL8019AS以太网控制器的低成本嵌入式Ethernet-CAN转换器。LPC2292采用嵌入式TCP/IP协议栈通过RTL8019AS与以太网中的设备进行通信,利用LPC2292集成的CAN控制器与CAN总线上的终端进行通信。在通信过程中,LPC2292进行TCP/IP协议和CAN协议之间的转换,该转换器很好地完成了两种网络之间的协议转换和数据通信。     

并发式软件系统横切关注点的建模方法

基于面向侧面技术及统一建模语言状态图提出了并发式软件系统开发过程中横切特性的建模方法.该方法将并发软件系统的业务逻辑和横切行为分别封装到复合状态的不同正交区域中,并通过事件广播机制反映二者的交互关系.同时,以模块化的状态迁移系统作为基本计算模型,对该建模方法进行形式化描述,给出了模型元素及建模过程的精确语义.实例研究表明,该方法在并发软件设计阶段实现了横切关注点的分离策略,并使得系统模型具有松耦合、适应性和可跟踪性的优点.     

一种嵌入式月面巡视器移动系统模拟器设计

提出了一种嵌入式月面巡视器移动系统模拟器设计方案,分析了模拟器的功能性能需求,给出了模拟器整体方案设计及硬件、软件的具体实现,最后通过系统测试对模拟器设计的有效性进行了验证.该移动系统模拟器可实现对移动系统电机及负载的功率级模拟,满足移动控制驱动组件的系统测试需求,并具有良好的通用性和可扩展性.     

ABDOM的参数规范化与离散化改进

为了更好利用叠加式双阻尼振荡模型(ABDOM,Accumulative Bi-Damped Oscillation Model)来描述、预测和评估真实软件缺陷发现时序过程,在提出理想软件缺陷发现时序过程范型(ISPSDD,Ideal Sequential Process of Software Defects Discovery)的基础上,对ABDOM中软件缺陷发现阻尼 a 和软件缺陷发现周期阻尼 b 的规范化进行了进一步讨论,提出了软件缺陷发现时序过程质量评价指数 Q ,给出了其典型取值和相关意义,并将其引入ABDOM,最终得到了经过参数规范化和离散化改进后的ABDOM-Q_d,并利用一个真实的工程实践项目数据对ABDOM-Q_d 进行了验证.     

飞行控制软件测试中的插桩技术

插桩技术是软件测试中常用的关键技术之一.插桩技术应用在飞行控制软件测试中所遇到的一个严重的问题是其带来的额外开销将导致原程序的实时性下降甚至软件的失效.针对该问题,提出了一种基于布尔型存储数组的新的插桩方法.与传统方法相比,该方法优化了插桩的内容,降低了插桩对程序实时性的影响.搭建了一个仿真测试平台并以某型飞行控制软件为实验对象验证了该方法的有效性.实验结果表明该方法大大减少了插桩后程序的运行时间,保证了飞控软件的实时性要求.     

基于懒替换的C符号执行

针对传统符号执行中的动态地址计算问题,提出了基于懒替换的符号执行方法.通过引入尽可能替换的策略,基于懒替换的符号执行在无法静态确定变量的地址或符号表达式过长时不做符号替换.首先给出了基于懒替换的符号执行算法,在此基础上,详细分析了C语言主要结构尤其是数组和指针的懒符号执行语义.LazySEC是一个面向C程序的懒符号执行系统原型,初步实验表明,它可以有效地处理含有指针和结构体等涉及动态地址计算的程序语言结构.     

软件可靠性验证测试最小测试量的必要条件

将统计学中样本容量的确定方法引入软件可靠性验证测试中,提出了软件可靠性验证测试最小测试量的必要条件的概念.推荐最小测试量的参考值,使其在满足第一类风险的情况下,第二类风险也不超过某一定值.分析了最小测试量的影响因素,对现有的软件可靠性验证测试方案进行了修正,给出在最小测试量指导下的软件可靠性验证测试流程,弥补了现有方法的判定结论并非在任何情况下都可信的不足.     

基于VxWorks的小天体撞击任务的星载GNC软件设计

针对小天体撞击任务,应用VxWorks嵌入式实时操作系统,设计小天体高速撞击器的星载GNC软件部分．对星载GNC系统结构进行简要描述;在此基础上,综合考虑小天体撞击任务的实时性要求、不同飞行模式的耦合关系、轨道确定的数学运算量以及对不同敏感器数据采集的周期性控制等多方面因素,对小天体撞击任务进行模块化分解,提出各个任务模块间的同步方式与通信手段;在PC-104嵌入式计算机与dSPACE实时仿真平台的联合环境下,对所设计的星载GNC软件进行仿真验证,结果表明,基于VxWorks嵌入式实时操作系统所设计的小天体撞击GNC软件完全可以满足小天体撞击任务的实时性要求,为撞击任务的顺利进行提供有效的保证．     

基于宏定义动态链接的模块化星载软件升级方法研究

提出了基于宏定义动态连接的软件模块化设计思路, 并针对某小卫星平台的体系结构, 对其星载软件进行了具体的模块化实现, 同时提出了一种在轨升级方案. 经实验验证分析, 所提出的模块化设计思路提高了星载软件在轨升级的效率和灵活性, 升级过程中对结构化模块信息上载和验证, 提高了升级方法的可靠性和安全性.