这周新一篇技术文章来袭,上周我们对故障注入测试(Fault Injection Test)方法进行了初步的了解,本周要分享的技术文章是《故障注入测试(Fault Injection Test)评价类型说明》,将针对故障注入测试进行更深层的说明。
故障注入测试是指在系统正常运转期间,强制注入人为的系统缺陷,检测测试系统对异常情况的反应(强韧性)的方法。在上一篇的技术文章中我们已经介绍了故障注入测试的基本信息,本次将对故障注入测试评价类型进行说明。
故障注入测试的评价类型大致可分为输入/输出功能安全评价和控制功能安全评价。 输入/输出功能安全评价是针对输入/输出数据时可能发生的Fault进行评价的方法;控制功能安全评价是对控制器工作时可能出现的缺陷(Teak, memory等)进行评价的方法。 下面我们来详细了解一下这两种评价方法。
输入/输出功能安全评价
1.Filtering
Filtering方法是确认输入的信号在一定时间内是否保持特定值的一种方法。通过观察输入信号变化的方法,来确认在测试时定义的数据是否正常输入,提取持续输入的数据的平均值,并将输入的值依次与之前的值作比较。如果维持比较的数据,则反映维持值,并可用于控制运算。此时,通过Filtering方法暂时输入的数据与持续输入的数据相异时,会将此数据视为错误并忽略。通过Filtering技术进行故障注入测试时,可检测此错误,从而免受暂时输入的非正常数据的影响,以确保控制器系统的安全性。
2.Complementary Data R/W
这是一种为了检测出因内存区域错误导致数据产生变化的方法。由于外部因素导致内存区域发生变形时,与特定区域相邻的内存区域的数据会受损。为感知这一现象,通过检查存储在不同内存空间内的数据和补充值,可以确认数据的完整性。 内存的错误在任何地方都可能发生,但如果用于运算的输入数据受损,则可能会对控制器动作造成严重错误,因此要在数据传入阶段应用此方法进行验证。评估确认是否对超出输入或输出数据范围的数据进Range Check检测。
控制功能安全评价
1.Preiodic Task Check
这是为了检测以一定周期执行的任务的驱动顺序错误而采取的方法。将任务在规定执行时间之前执行时定义为任务过度执行,任务执行时间超出设计时考虑的标准时,将其定义为任务执行延迟。这样的任务执行错误是通过watchdog功能感知到的,Watchdog对每个周期执行的任务进行监视,如果感知到比周期更频繁执行或超出执行时间的任务,则通过OS内部定义的错误处理函数进行相应错误内容的处理。脱离周期的任务对整个系统产生严重影响时,应通过系统Reset进行处理,其影响仅限于发生错误的任务时,可仅对相应任务进行Reset,恢复其功能。通过Preiodic Task Check方法,在故障注入测试中可延长任务的执行时间或制造过度执行的情况,从而评价系统能否正常感知。
2.RAM、ROM ECC(Error Check and Correct) Check
检查用户以读/写访问内存区域的值是否被改变为与存储值不同的值。此时如果因感知错误而发生1bit变更或2bit变更,则根据各MCU的ECC处理方式复原bit或告知用户错误。用于车载控制器的MCU发生1bit变更时可自行恢复bit,2bit发生变更时可告知用户存在错误,以便对感知的错误进行reset等处理。通过RAM、ROM ECC(Error Check and Correct) Check方法,在故障注入测试中发生此类问题时,可感知并评价ECC Check 功能是否正常工作。
3. 堆栈监控
在执行时间内,检查system是否超过设计的堆栈区域使用的方法。在故障注入测试中,在给定的堆栈区域中分配最大值,发生溢出时,评价是否正常感知及处理。通过堆栈监控方法,在故障注入测试中堆栈溢出时,可通过重置任务或OS来处理。
如今不论是对已体现的功能进行测试的方法,还是对可预见的缺陷提前预防的故障注入测试方法,大家的关注度都在日渐提高。
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