[发明专利]一种基于环境故障注入的机电产品软件可靠性评价方法

说明书

一种基于环境故障注入的机电产品软件可靠性评价方法，其特征在于，包括下列步骤：第一步，确定环境故障注入场景建模的四场景要素，具体的，环境故障注入场景模型要素用4元组{IB，IT，IL，ID}来表征；具体包括故障注入方式IB，Inject Behavior、故障注入时间IT，Inject Time、故障注入位置IL，Inject Location、故障注入数据ID，Inject Data，其中，故障注入方式又包括冲击方式、等待方式；故障注入时间采用均匀分布或正态分布产生；故障注入位置包括内存和寄存器，具体产生方式为均匀分布或正态分布；本发明方法简单，设计巧妙，实现复杂外部环境下机电产品软件的可靠性评价准确，在实际中。

技术领域

本发明是一种基于环境故障注入的机电产品软件可靠性评价方法，涉及软 件可靠性技术领域，具体涉及一种基于环境故障注入的机电产品软件可靠性评 价方法，通过设计环境故障注入场景，自动执行场景，收集失效数据，根据失 效数据进行软件可靠性评价。

背景技术

机电产品软件作为装备系统的核心组成部分，其外部运行环境十分恶劣和 复杂，包括复杂的电磁环境和自然环境。复杂的外部环境通常会对机电产品软 件的运行造成干扰引起失效，如高辐射、电磁干扰等深入到绝缘器件的内部， 在绝缘电缆和线路板上产生静电放电，导致机电产品软件目标进程的内存或寄 存器位跳变，进而引起软件失效。基于环境故障注入的机电产品软件可靠性评 价是通过对模拟机电产品软件运行的外部环境故障场景，对软件进行故障注入， 计算软件可靠性指标，进而对软件环境故障的容错能力进行评价。

软件可靠性评价技术一般是首先构造软件系统的操作剖面，利用操作剖面 生成测试数据，执行测试收集失效数据；然后分析失效数据，选择软件可靠性 模型进行评价。软件可靠性评价的关键技术包括操作剖面构造、软件可靠性模 型选择。现有的操作剖面构造方法有Musa操作剖面构造、Markov软件可靠性 剖面构造、使用操作剖面构造3种方法；现有的软件可靠性模型有呈指数分布 的NHPP模型、非指数分布的NHPP模型、贝叶斯模型3类典型模型。

现有的软件可靠性评价通常是实验室环境下进行的，一般是针对软件的内 在故障的可靠性评价，如软件设计、编程过程中考虑不周等人为错误而导致软 件本身的故障；而对软件的外在故障不涉及，如外部环境因素导致软件系统出 现故障。对于运行在复杂外部环境下的机电产品软件来说，不仅需要针对软件 内在故障的可靠性评价，也需要针对外部环境故障的可靠性评价。然而，目前 软件可靠性评价技术尚未具有基于外部环境故障的可靠性评价方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于环境故障注入的机电产品软件可靠性评价方 法，对机电产品软件进行可靠性评价。

一种基于环境故障注入的机电产品软件可靠性评价方法，其特征在于，包 括下列步骤:

第一步，确定环境故障注入场景建模的四场景要素，具体的，环境故障注 入场景模型要素用4元组{IB，IT，IL，ID}来表征；具体包括故障注入方式IB， Inject Behavior、故障注入时间IT，Inject Time、故障注入位置IL，Inject Location、 故障注入数据ID，Inject Data，其中，故障注入方式又包括冲击方式、等待方式； 故障注入时间采用均匀分布或正态分布产生；故障注入位置包括内存和寄存器， 具体产生方式为均匀分布或正态分布；故障注入数据利用故障数据生成规则对 内存或寄存器数据“位”操作自动生成，故障数据生成规则集为{单“位”翻转、 双“位”翻转、多“位”翻转、多“位”固定为0、多“位”固定为1、自定义}， 根据故障注入方式不同，等待方式为每次注入数据相同、每次注入数据不相同，冲击方式为每轮注入数据相同、每轮注入数据不相同；

第二步，环境故障注入场景设计，描述场景要素组合关系进行场景设计； 具体的，按照选择某种故障注入方式，在某一时间，将某一故障数据注入到某 个位置组合关系，将环境故障注入模型的四元素组合成一个树状结构，通过分 层次分解组合，形成一个环境故障注入场景树，从每一个从树根节点开始到叶 子节点的一条路径就是设计的一个故障注入场景；