一种软硬件混合系统的联合可靠性试验剖面构造方法技术方案

本发明专利技术公开一种软硬件混合系统的联合可靠性试验剖面构造方法，该方法包括：分析软硬件混合系统；确定软硬件混合系统综合任务剖面；确定硬件任务剖面；确定环境剖面；确定电磁剖面；确定硬件可靠性试验剖面；确定软件任务剖面；确定软件相关的功能剖面；确定软件相关的操作剖面；确定软件可靠性测试剖面；确定概率场景信息；结合硬件可靠性试验剖面与软件可靠性试验剖面，共12个步骤。本发明专利技术考虑了电磁干扰应力对软硬件混合系统的影响，能更加真实地反映软硬件混合系统的实际使用情况，基于该可靠性试验剖面的软硬件混合系统的可靠性试验，检测到实际使用过程中会出现的软硬件混合系统综合故障，更加适用于软硬件混合系统的可靠性鉴定试验。

【技术实现步骤摘要】
一种软硬件混合系统的联合可靠性试验剖面构造方法
本专利技术涉及软硬件混合系统的可靠性试验领域，特别是涉及一种软硬件混合系统的联合可靠性试验剖面构造方法，适用于软硬件混合系统的可靠性设计。
技术介绍
随着现代电子技术、信息技术，特别是嵌入式技术、软硬件协同设计技术的发展，越来越多的武器装备采用基于通用或专用计算平台的软硬件混合方式进行设计，武器装备信息化、数字化和自动化程度不断提高，装备的规模和复杂性急剧增加。传统的软硬件混合系统可靠性试验方法是将硬件和软件部分分别进行可靠性试验和测试，在考核和测试软件部分时，基本上不考虑环境和硬件故障的影响，认为硬件的可靠度是1，在考核和测试硬件部分时，基本上不考虑软件固有缺陷和设计不周的影响，而且，在测试用例选择上多数选择运行测试用的软件，硬件模块和运行频度也不与任务剖面相对应，系统可靠性评估时也认为软件的可靠度是1。传统的电子装备通常以硬件为主，软件所占的比重较小，因此其可靠性理论、方法、技术、装置、工具等的研究、设计与实施主要针对硬件进行。随着大规模集成电路及可编程器件的出现及发展，产品装备的数字化程度不断提高，装备逐渐走向软硬混合系统，装备中的软件规模变得更加复杂和庞大，这也直接导致了系统中存在的缺陷数量增多，错误发生的频率增大，可靠性降低。同时，软件的规模呈现越来越复杂、越来越庞大的趋势。按照软件工程化要求，软件可靠性一般靠人工常态评测，遇有大规模软件评测时则耗时难以估算，且软件固化后和装备一起开展可靠性试验时，对错误的检测和定位更加困难，致使测试周期和测试成本持续增长。因此对于软硬件混合系统来说，典型软硬件混合设备综合试验剖面需要综合研究环境剖面和软件测试剖面，建立软硬件混合系统综合试验剖面。当前，可靠性试验对于保障产品的可靠性至关重要，传统的可靠性试验方法、技术与装置等越来越难以适应产品技术的变化，适应现在和未来电子装备可靠性试验的需要。例如北京航空航天大学艾骏老师提出的一种软硬件结合的可靠性综合试验剖面构造方法中，缺少电磁应力剖面。当今人类的生存环境已具有浓厚的电磁环境，产品所处的电磁环境也越来越复杂，软硬件混合系统本身的电子系统也越来越复杂，当缺少电磁应力剖面时进行可靠性试验，软硬件混合系统的缺陷可能不会被发现，不利于软硬件混合系统可靠性的提高。当前软硬件混合系统可靠性鉴定与验收试验中，缺乏针对性的试验剖面实施，探索软硬件混合系统可靠性综合试验剖面的方法，满足软硬件混合系统可靠性试验面临的迫切需求。
技术实现思路
本专利技术针对由于软硬件混合系统的可靠性依赖于系统中的软件和硬件，目前的对软硬件混合系统的软硬件综合的可靠性试验剖面构造方法中，因缺少电磁应力剖面而造成的产品缺陷可能不被发现，使获得用于软硬件混合系统可靠性试验的试验数据非常困难，提出了一种软硬件混合系统的联合可靠性试验剖面构造方法。本专利技术提出的一种软硬件混合系统的联合可靠性试验剖面构造方法，具体包括如下步骤：步骤1：分析软硬件混合系统。确定联合可靠性试验剖面中的研究对象，包括使用人员、被测系统、被测系统所使用的大系统和交联交互系统。步骤2：确定软硬件混合系统综合任务剖面。对软硬件混合系统进行任务分析，获取软硬件混合系统的任务信息，建立软硬件混合系统的综合任务剖面。步骤3：确定硬件任务剖面。根据建立的软硬件混合系统综合任务剖面，确定软硬件混合系统中的硬件可靠性剖面中的任务剖面。步骤4：确定环境剖面。根据硬件可靠性剖面中的任务剖面，得到系统在环境中执行任务过程中经历的环境应力，包括温度应力、湿度应力、振动应力和电应力，确定硬件可靠性剖面中环境剖面的环境应力参数，得到环境剖面数据，根据环境剖面数据建立环境剖面；所述的环境剖面数据包括温度、湿度、振动和输入电压以及它们持续的时间。步骤5：确定电磁剖面。根据硬件可靠性剖面中的任务剖面，得到系统在执行任务的过程中所经历的电磁应力，确定硬件可靠性剖面中电磁剖面的电磁应力参数；所述的电磁应力为传导式电磁干扰应力，在电源输入时进行电磁干扰应力的注入，使导体中产生电流的变化，将电磁干扰源的电磁干扰沿着电源线传播到软硬件混合系统中的电磁敏感设备上。步骤6：确定硬件可靠性试验剖面。根据步骤4和步骤5确定环境剖面和电磁剖面建立综合环境剖面数据表，对综合环境剖面数据进行简化，获取试验剖面数据表，建立软硬件混合系统的硬件可靠性试验剖面。环境剖面数据表的简化按照标准GJB899A-2009和标准GJB151B-2013规定的方法进行简化。步骤7：确定软件任务剖面。通过系统软件需求文档和系统软件设计说明文档等，基于步骤2软硬件混合系统综合任务剖面，分析得到系统软件相关的任务，确定软件任务剖面。步骤8：确定软件相关的功能剖面。通过细化软件功能，识别所有可能的运行并建立运行于功能之间的联系，并在软件任务剖面的基础上，确定软件功能剖面。步骤9：确定软件相关的操作剖面。分析软件流程并且对应系统流程，通过系统与软件之间的对应来得到软件的状态，进行数据交互分析得到软件操作剖面。步骤10：确定软件可靠性测试剖面。分析任务信息中，系统软件运行相关的输入变量与输入状态，计算每个软件运行的发生概率，得到软件可靠性测试剖面。步骤11：确定概率场景信息。通过软硬件混合系统的任务分析，获取软硬件混合系统中硬件和软件在每个任务阶段发生的概率，从而确定硬件试验剖面中各个任务阶段的发生概率和软件可靠性测试剖面中各个任务阶段的软件测试用例读取概率。步骤12：结合硬件可靠性试验剖面与软件可靠性试验剖面。根据确定的概率场景信息，将硬件可靠性试验剖面和软件可靠性试验剖面结合在同一任务时间场景下，对于软件测试运行的时间较短的情况采用循环的方式填充试验剖面，使硬件试验剖面与软件可靠性试验剖面的时间相统一，在可靠性试验的过程中同步进行硬件可靠性试验和软件可靠性试验。本专利技术与现有技术相比，具有以下明显的优势和有益效果：采用本专利技术提出的软硬件混合系统的联合可靠性试验剖面构造方法，包含了电磁干扰应力剖面对系统的影响，能够更加真实地体现软硬件混合系统的实际使用情况，描述了在同一任务时间下被测系统所受的应力变化情况和系统中被测软件所受的测试用例随时间的变化情况。本方法建立的可靠性试验剖面考虑电磁干扰应力对软硬件混合系统的影响，基于本方法建立的联合可靠性试验剖面生成被测软硬件混合系统的可靠性试验数据，所得的可靠性试验数据可靠度更高，有助于提高软硬件混合系统可靠性，为软硬件混合系统的可靠性鉴定提供重要作用。附图说明图1是本专利技术方法的软硬件混合系统联合可靠性试验剖面构造流程图。图2是本专利技术方法软硬件混合系统联合可靠性试验剖面中的硬件任务剖面图的一个实例图。图3是本专利技术方法软硬件混合系统联合可靠性试验剖面中综合环境剖面的一个实例图。图4是本专利技术方法软硬件混合系统联合可靠性试验剖面中软件剖面构造流程图。图5是本专利技术方法软硬件混合系统联合可靠性试验剖面中软件剖面的一个实例图。图6是本专利技术方法软硬件混合系统联合可靠性试验剖面结合的一个实例图。具体实施方式为了便于本领域普通技术人员理解和实施本专利技术，下面结合附图和实例对本专利技术作进一步的详细和深入描述。本专利技术提出的一种软硬件混合系统联合可靠性试验剖面构造方法，包括硬件可靠性试验剖面和软件可靠性剖本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种软硬件混合系统的联合可靠性试验剖面构造方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1:分析软硬件混合系统确定联合可靠性试验剖面中的研究对象，包括使用人员、被测系统、被测系统所使用的大系统和交联交互系统；步骤2:确定软硬件混合系统综合任务剖面对软硬件混合系统进行任务分析，获取软硬件混合系统的任务信息，建立软硬件混合系统的综合任务剖面；步骤3:确定硬件任务剖面根据建立的软硬件混合系统综合任务剖面，确定软硬件混合系统中的硬件可靠性剖面中的任务剖面；步骤4:确定环境剖面根据硬件可靠性剖面中的任务剖面，得到系统在环境中执行任务过程中经历的环境应力，包括温度应力、湿度应力、振动应力和电应力，确定硬件可靠性剖面中环境剖面的环境应力参数，得到环境剖面数据，根据环境剖面数据建立环境剖面；所述的环境参数包括温度、湿度、振动和输入电压以及它们持续的时间；步骤5:确定电磁剖面根据硬件可靠性剖面中的任务剖面，得到系统在执行任务的过程中所经历的电磁应力，确定硬件可靠性剖面中电磁剖面的电磁应力参数；步骤6:确定硬件可靠性试验剖面根据步骤4确定环境剖面和步骤5确定电磁剖面建立综合环境剖面数据表，对综合环境剖面数据进行简化，获取试验剖面数据表，建立软硬件混合系统的硬件可靠性试验剖面；步骤7:确定软件任务剖面通过系统软件需求文档和系统软件设计说明文档，基于步骤2软硬件混合系统综合任务剖面，分析得到系统软件相关的任务，确定软件任务剖面；步骤8:确定软件相关的功能剖面通过细化软件功能，识别所有可能的运行并建立运行于功能之间的联系，并在软件任务剖面的基础上，确定软件功能剖面；步骤9：确定软件相关的操作剖面分析软件流程并且对应系统流程，通过系统与软件之间的对应来得到软件的状态，进行数据交互分析得到软件操作剖面；步骤10:确定软件可靠性测试剖面分析任务信息中，系统软件运行相关的输入变量与输入状态，计算每个软件运行的发生概率，得到软件可靠性测试剖面；步骤11:确定概率场景信息通过软硬件混合系统的任务分析，获取软硬件混合系统中硬件和软件在每个任务阶段发生的概率，从而确定硬件试验剖面中各个任务阶段的发生概率和软件可靠性测试剖面中各个任务阶段的软件测试用例读取概率；步骤12:结合硬件可靠性试验剖面与软件可靠性试验剖面根据确定的概率场景信息，将硬件可靠性试验剖面和软件可靠性试验剖面结合在同一任务时间场景下，对于软件测试运行的时间较短的情况采用循环的方式填充试验剖面，使硬件试验剖面与软件可靠性试验剖面的时间相统一，在可靠性试验的过程中同步进行硬件可靠性试验和软件可靠性试验。...

【技术特征摘要】
1.一种软硬件混合系统的联合可靠性试验剖面构造方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1:分析软硬件混合系统确定联合可靠性试验剖面中的研究对象，包括使用人员、被测系统、被测系统所使用的大系统和交联交互系统；步骤2:确定软硬件混合系统综合任务剖面对软硬件混合系统进行任务分析，获取软硬件混合系统的任务信息，建立软硬件混合系统的综合任务剖面；步骤3:确定硬件任务剖面根据建立的软硬件混合系统综合任务剖面，确定软硬件混合系统中的硬件可靠性剖面中的任务剖面；步骤4:确定环境剖面根据硬件可靠性剖面中的任务剖面，得到系统在环境中执行任务过程中经历的环境应力，包括温度应力、湿度应力、振动应力和电应力，确定硬件可靠性剖面中环境剖面的环境应力参数，得到环境剖面数据，根据环境剖面数据建立环境剖面；所述的环境参数包括温度、湿度、振动和输入电压以及它们持续的时间；步骤5:确定电磁剖面根据硬件可靠性剖面中的任务剖面，得到系统在执行任务的过程中所经历的电磁应力，确定硬件可靠性剖面中电磁剖面的电磁应力参数；步骤6:确定硬件可靠性试验剖面根据步骤4确定环境剖面和步骤5确定电磁剖面建立综合环境剖面数据表，对综合环境剖面数据进行简化，获取试验剖面数据表，建立软硬件混合系统的硬件可靠性试验剖面；步骤7:确定软件任务剖面通过系统软件需求文档和系统软件设计说明文档，基于步骤2软硬件混合系统综合任务剖面，分析得到系统软件相关的任务，确定软件任务剖面；步骤8:确定软件相关的功能剖面通过细化软件功能，识别所有可能的运行并建立运行于功能之间的联系，...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚金勇，余正伟，夏继强，甄江云，苑朝晖，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11