Перевод названия: The method of hardware mutation for debugging complex onboard spacecrafts equipment
Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2014
Ключевые слова: отработка, debugging complex, mutation testing, Hardware description languages, radio-electronic equipment, FPGA, debug, мутационное тестирование, языки описания аппаратуры, радиоэлектронная аппаратура, плис, отладочный комплекс
Аннотация: Предложено решение задачи повышения качества наземных испытаний бортовой радиоэлектронной аппаратуры перспективных космических аппаратов. Решение основывается на применении авторской методики мутационного тестирования для проведения наземных испытаний, базирующейся на имитации процесса функционирования аппаратуры и программного обеПоказать полностьюспечения при воздействии факторов космического пространства. Изложены результаты разработки означенной методики и рассмотрены примеры ее применения для наземных испытаний бортовой аппаратуры космических аппаратов. Предложенный подход базируется на применении в составе эмуляторов конечной аппаратуры реконфигурируемых ПЛИС и позволяет перейти на качественно новый уровень при проведении наземных испытаний. Применение высокоскоростных ПЛИС в составе испытательной аппаратуры позволяет достичь требуемой скорости функционирования и степени реконфигурируемости при имитации внешних дестабилизирующих факторов. За счет этого осуществляется имитация функционирования аппаратных модулей в реальных условиях эксплуатации. При применении разработанного метода аппаратных мутаций осуществляется реконфигурирование систем непосредственно в процессе тестирования конечной аппаратуры, что позволяет осуществлять имитационное моделирование типичных сбоев и отказов, возникающих в критических узлах электронной аппаратуры космических аппаратов, с максимальным приближением к реальным условиям эксплуатации. Имитация происходит путем внесения мутационных операторов в описание функциональных узлов аппаратуры с последующей генерацией ПЛИС-проектов, реализуемых в комплексе. Разработаны алгоритмы проведения испытаний согласно предложенной методике, выделены основные этапы тестирования, включающие процесс формализации поведения каналов ввода-вывода прибора при конкретной неисправности, формирование журнала регистрации неисправностей и разработку кодов описания аппаратуры для имитации алгоритмов функционирования отладочного комплекса. В рамках разработанной методики помимо аппаратуры мутации подвергается и бортовое программное обеспечение встраиваемых микропроцессорных систем. Для применения разработанного метода реализован и введен в промышленную эксплуатацию лабораторный отладочный комплекс. Изложены результаты разработки комплекса и способов его применения для специальных испытаний радиоэлектронной аппаратуры. Изложены результаты испытаний комплекса и основные пути развития предлагаемого подхода. The solution to the problem of increasing the quality of ground tests of spacecrafts onboard radio-electronic equipment is proposed. The solution is based on the use of the author's technique of mutation testing for ground tests. It is based on the simulation of the process of functioning hardware and software under the influence of space factors. The results of the development of this technique and examples of its applying for ground tests of spacecrafts onboard radio-electronic equipment are presented. The proposed approach is based on the use in composition of emulators reconfigurable FPGA. It allows to go to a new quality of ground tests. Application of high-speed FPGA in test equipment allows to achieve a desired speed of functioning and degree of reconfigurability. It allows to simulate functioning of the hardware modules in actual operating conditions. Imitation occurs by introducing the mutation operators in the description of the functional units of the equipment. An algorithm for ground tests and basic stages of testing, which including the process of formalizing the behavior of channels I/O device at each fault is developed. In the framework of the developed technique, in addition to equipment, the mutations are exposed onboard software of embedded microprocessor systems. Laboratory debugging complex for the application of this method is implemented and put into commercial operation. The results of the development of this debugging complex, methods and ways of it applying in special testing of radio-electronic equipment are presented. The results of testing of the laboratory debugging complex and general ways of introduced approach advance are specified.
Журнал: Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета им. академика М.Ф. Решетнева
Выпуск журнала: № 4
Номера страниц: 98-101
ISSN журнала: 18169724
Место издания: Красноярск
Издатель: Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева