一种基于剖面映射的显控软硬件系统可靠性试验激励方法技术方案

本发明专利技术是一种基于剖面映射的显控软硬件系统可靠性试验激励方法，该方法首先确定软件可靠性测试剖面以及综合环境应力剖面，然后利用剖面映射将软件可靠性测试剖面与综合环境应力剖面结合起来，形成软硬件可靠性综合试验剖面，利用该综合试验剖面生成试验激励；由综合试验剖面生成的试验激励真实反映了软件运行和外部环境条件变化之间的关联，避免了软件可靠性测试和硬件可靠性试验分别进行所带来的试验风险和资源浪费，在减少测试代价的同时实现了一次试验即验证产品的可靠性，试验实施例结果表明了该方法的可行性、合理性和有效性。

A reliability test excitation method of display and control software and hardware system based on profile mapping

The invention relates to a display control section mapping based on hardware and software system reliability test incentive method, the method first determines the software reliability testing profile and comprehensive environmental stress profile, and then use the profile mapping software reliability testing profile and the comprehensive environmental stress profile combine to form hardware and software reliability test profile, using the incentive combined test profile generated by excitation test; test combined test profile generated a true reflection of the relationship between changes in software and external environment condition, avoid the software reliability testing and hardware reliability test test was carried out on risk and the waste of resources caused by the reduction in test cost and achieve a test is to verify the products the reliability test results show that the embodiment of the feasibility, rationality and validity of the method.

【技术实现步骤摘要】
一种基于剖面映射的显控软硬件系统可靠性试验激励方法
本专利技术是一种基于剖面映射的显控软硬件系统可靠性试验激励方法，属于控制

技术介绍
现有的软硬件系统可靠性试验激励生成方法在实施过程中存在着很多问题，主要包括如下几个方面：1)产品硬件可靠性试验与软件测试分别开展：当前国内对航空机载电子产品开展的可靠性试验工作，主要包括两部分的内容：第一部分是对硬件开展可靠性鉴定试验，以验证硬件的可靠性(MTBF)能否满足要求；第二部分是对软件进行软件测试，通过软件测试来提高软件的可靠性水平。目前对硬件试验和对软件测试是独立进行的，同时对于软硬件可靠性的重视程度也有较大的差异。针对高度集成、高度综合，其系统功能主要由软件实现的机载电子产品，在开展可靠性试验中需要同步考虑硬件可靠性和软件可靠性；2)硬件可靠性试验中未能施加有效软件激励：目前在飞机外场试飞和实际使用中，出现的故障有的是由硬件引起的，有的是由软件引起的。随着计算机技术的迅速普及，产品越来越多的功能由软件实现，随之带来的问题是，由于软件所引发的系统故障也逐渐增加，目前外场故障中有很多是软件引起的，软件已成为系统可靠性不可忽视的因素，因此对产品可靠性的验证时既要考虑硬件，同时也要考虑软件。在以往的可靠性试验中，主要是对硬件的考核，而对于软件，在可靠性试验中只重复使用一个场景，一种激励条件，不能真实的模拟软件的使用状态，未对软件进行有效的考核，也不能模拟系统的真实使用场景，影响了可靠性试验结果的真实性。因此，需要在可靠性试验中通过施加软件激励增加基于系统真实使用场景的测试用例，考察系统在实际使用环境和工作状态下的可靠性指标，使可靠性试验结果更为真实，最终保证产品质量。
技术实现思路
本专利技术正是针对上述现有技术中存在的不足而设计提供了一种基于剖面映射的显控软硬件系统可靠性试验激励方法，其目的包括以下方面：1)针对传统硬件可靠性试验和软件可靠性测试的不足，提出一种基于剖面映射的软硬件可靠性综合试验方法，在减少测试代价的同时，实现了一次试验即验证产品的可靠性；2)利用提出的构造方法建立的软硬件可靠性综合试验剖面能够真实反映产品的实际使用情况；3)利用综合试验剖面构造方法的形式化描述，该形式化描述便于研发工具原型等,从而可以实现软硬件系统可靠性综合试验剖面构造和激励生成的自动化。本专利技术的目是通过以下技术方案来实现的：本专利技术提出了一种基于剖面映射的显控软硬件系统可靠性试验激励方法，所述作为受试产品的显控软硬件系统是完成飞机机截设备的信息显示、健康状况监视和工作模式控制，其特征在于：该方法的步骤如下：步骤一、获得任务剖面任务剖面描述显控软硬件系统需要完成的各种系统任务，任务剖面定义为四元组Mp＝{mi,prei,msgi,pi}，其中mi为第i个系统任务，prei为系统任务执行顺序，msgi为系统任务信息，pi为系统任务执行频率，任务剖面采用如下算法获得：1.1：根据显控软硬件系统的系统规格说明，确定交联设备以及用户MInfo＝{msgjj＝1,…,m}；1.2：根据显控软硬件系统需要完成的任务确定系统任务列表Msq＝{ti,i＝1,…,n}；1.3：根据显控软硬件系统规格说明，确定系统任务执行顺序pre及系统任务执行频率p，构造任务剖面Mp；步骤二、确定软件任务剖面软件任务剖面描述显控软硬件系统完成任务时，软件所需要完成的软件任务，软件任务剖面定义为四元组STp＝{smi,sprei,smsgi,spi}，其中smi为第i个软件任务，sprei为软件任务执行顺序，smsgi为软件任务信息，spi为软件任务执行频率，系统任务与软件任务之间的映射函数定义为m:sm→ft(sm)，软件任务剖面采用如下算法确定：2.1：根据任务剖面以及软件研制任务书，确定软件任务列表SMsq＝{sti,i＝1,…,k}，以及软件任务信息smsgi；2.2：根据系统任务所包含的软件任务，建立映射函数ft(st)；2.3：根据任务剖面中的系统任务执行顺序pre及系统任务执行频率p，确定软件任务执行顺序sprei及软件任务执行频率spi，构造软件任务剖面STp；步骤三、构造功能剖面功能剖面是描述软件任务完成所涉及的软件功能，功能剖面定义为四元组SFp＝{sfi,sfprei,sfmsgi,sfpi}，其中sfi为第i个软件功能，sfprei为软件功能执行顺序，sfmsgi为软件功能信息，sfpi为软件功能执行频率，软件任务与软件功能之间的映射函数定义为sm:sf→fs(sf)，功能剖面采用如下算法构造：3.1：根据软件需求规格说明，确定软件功能列表SFsq＝{sfi,i＝1,…,l}，以及功能信息sfmsgi；3.2：根据软件任务所涉及的软件功能，建立软件任务与软件功能之间的映射函数fs(sf)；3.3：根据软件任务剖面中的软件任务执行顺序sprei以及软件任务执行频率spi，确定软件功能执行顺序sfprei及软件功能执行频率sfpi，构造软件功能剖面SFp；步骤四、构造操作剖面操作剖面是描述软件功能完成所涉及的软件操作，操作剖面定义为五元组SOp＝{soi,soprei,soti,somsgi,sopi}，其中soi为第i个软件操作，soprei为软件操作执行顺序，somsgi为软件操作信息，soti为软件操作中输入数据InputValue关于时间t的分布，sopi为软件操作执行频率，软件功能与软件操作之间的映射函数定义为sf:so→fo(so)，操作剖面采用如下算法构造：4.1：根据软件设计说明，确定软件功能的输入空间Ψ'＝∪InputValuel.Range,l＝1,…,r，以及输入数据InputValue关于时间t的分布情况sot；4.2：根据输入空间Ψ'＝∪InputValuel.Range,l＝1,…,r，确定软件操作列表SOsq＝{soi,i＝1,…,w}，和软件操作信息somsgi；4.3：根据软件功能所包含的软件操作，建立软件功能与软件操作之间的映射函数fo(so)；4.4：根据软件功能剖面中的软件功能执行顺序sfprei及软件功能执行频率spi，确定软件操作执行顺序soprei及软件操作执行频率sopi，构造软件操作剖面SOp；步骤五、确定硬件综合环境应力剖面硬件综合环境应力剖面是描述可靠性试验使用的环境参数和时间的关系，硬件综合环境应力剖面定义为四元组Hp＝{ht,hv,hhi,hl}，其中ht为可靠性试验的执行时间，hv为随执行时间变化的电应力，hh为随执行时间变化的温度应力，hl为随执行时间变化的振动应力，硬件综合环境应力剖面采用如下算法确定：5.1：根据GJB899A-2009硬件综合环境应力剖面构造方法建立硬件综合环境应力剖面Hp＝{ht,hv,hhi,hl}；步骤六、综合软硬件剖面综合软硬件剖面是根据任务剖面与软件剖面之间的映射函数m:so→f(so)以及任务剖面Mp＝{mi,prei,msgi,pi}与硬件综合环境应力剖面之间的映射函数，将软件剖面与硬件综合环境应力剖面相匹配，得到综合软硬件试验剖面，综合软硬件试验剖面定义为六元组SHp＝{soi,hti,hvi,hhi,hli,shpi}，其中soi为第i个软件操作，hti为第i个软件操作对应的执行时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于剖面映射的显控软硬件系统可靠性试验激励方法，所述作为受试产品的显控软硬件系统是完成飞机机截设备的信息显示、健康状况监视和工作模式控制，其特征在于：该方法的步骤如下：步骤一、获得任务剖面任务剖面描述显控软硬件系统需要完成的各种系统任务，任务剖面定义为四元组Mp＝{m

【技术特征摘要】
1.一种基于剖面映射的显控软硬件系统可靠性试验激励方法，所述作为受试产品的显控软硬件系统是完成飞机机截设备的信息显示、健康状况监视和工作模式控制，其特征在于：该方法的步骤如下：步骤一、获得任务剖面任务剖面描述显控软硬件系统需要完成的各种系统任务，任务剖面定义为四元组Mp＝{mi,prei,msgi,pi}，其中mi为第i个系统任务，prei为系统任务执行顺序，msgi为系统任务信息，pi为系统任务执行频率，任务剖面采用如下算法获得：1.1：根据显控软硬件系统的系统规格说明，确定交联设备以及用户MInfo＝{msgjj＝1,…,m}；1.2：根据显控软硬件系统需要完成的任务确定系统任务列表Msq＝{ti,i＝1,…,n}；1.3：根据显控软硬件系统规格说明，确定系统任务执行顺序pre及系统任务执行频率p，构造任务剖面Mp；步骤二、确定软件任务剖面软件任务剖面描述显控软硬件系统完成任务时，软件所需要完成的软件任务，软件任务剖面定义为四元组STp＝{smi,sprei,smsgi,spi}，其中smi为第i个软件任务，sprei为软件任务执行顺序，smsgi为软件任务信息，spi为软件任务执行频率，系统任务与软件任务之间的映射函数定义为m:sm→ft(sm)，软件任务剖面采用如下算法确定：2.1：根据任务剖面以及软件研制任务书，确定软件任务列表SMsq＝{sti,i＝1,…,k}，以及软件任务信息smsgi；2.2：根据系统任务所包含的软件任务，建立映射函数ft(st)；2.3：根据任务剖面中的系统任务执行顺序pre及系统任务执行频率p，确定软件任务执行顺序sprei及软件任务执行频率spi，构造软件任务剖面STp；步骤三、构造功能剖面功能剖面是描述软件任务完成所涉及的软件功能，功能剖面定义为四元组SFp＝{sfi,sfprei,sfmsgi,sfpi}，其中sfi为第i个软件功能，sfprei为软件功能执行顺序，sfmsgi为软件功能信息，sfpi为软件功能执行频率，软件任务与软件功能之间的映射函数定义为sm:sf→fs(sf)，功能剖面采用如下算法构造：3.1：根据软件需求规格说明，确定软件功能列表SFsq＝{sfi,i＝1,…,l}，以及功能信息sfmsgi；3.2：根据软件任务所涉及的软件功能，建立软件任务与软件功能之间的映射函数fs(sf)；3.3：根据软件任务剖面中的软件任务执行顺序sprei以及软件任务执行频率spi，确定软件功能执行顺序sfprei及软件功能执行频率sfpi，构造软件功能剖面SFp；步骤四、构造操作剖面操作剖面是描述软件功能完成所涉及的软件操作，操作剖面定义为五元组SOp＝{soi,soprei,soti,somsgi,sopi}，其中soi为第i个软件操作，soprei为软件操作执行顺序，somsgi为软件操作信息，soti为软件操作中输入数据InputValue关于时间t的分布，sopi为软件操作执行频率，软件功能与软件操作之间的映射函数定义为sf:so→fo(so)，操作剖面采用如下算法构造：4.1：根据软件设计...

【专利技术属性】
技术研发人员：封二强，郑军，蓝新生，
申请(专利权)人：中国航空综合技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11