绽放行动之工业软件|工业软件智能测试的中国“芯”与黄金甲

  • Bootstrap 行业: 能源, 交通, 电力

  • Bootstrap 技术: 工控技术, 嵌入式

行业痛点:

工业软件绽放行动                                           

随着汽车电子、轨道交通、流程工业及工厂自动化等领域智能化发展进程不断加快,工业嵌入式系统也面临软件代码缺陷数量快速增长、安全威胁加速渗透、安全防范意识缺失等挑战。在安全需求越发严谨的当下,作为支撑工业操作系统、通信协议栈、组态软件功能设计等内容的测试验证软件工具,目前仍有超9成比例被TessyTestbed等国外测试工具垄断,企业日常运维带来安全隐患缺口。

因此,加快形成自主的支撑工具保障整个工业嵌入式系统的高可信需求已成为行业重点关注的重点飞腾信息通过联手上海控安麒麟软件,推出基于飞腾FT2000+/64、S2500服务器芯片及飞腾D2000、FT2000/4芯片的工业软件自动化测试解决方案,使其不仅实现了汽车、交通及工业等领域工业嵌入式软件研发降本增效的目标,也为软件功能安全赋予了一套自主安全的“黄金甲”外衣,以满足行业标准及应用需求


方案详情:

方案详情                                            

不同行业、领域的功能安全标准在不同等级下对覆盖率的要求稍有不同,如汽车领域的ISO-26262、工业领域的IEC-61508功能安全标准等,但是最高等级下都需要包含语句覆盖率、分支覆盖率和MC/DC覆盖率。

另外工业软件测试传统做法是主要通过人工手动编写测试用例,或通过随机生成的方式进行辅助。这种方式无法快速达到语句、分支及MC/DC覆盖率的100%覆盖,且耗时费力。

提升测试效率、降低测试成本、保证测试质量,打造自主的工业软件测试工具,飞腾信息携手上海控安及麒麟软件,基于飞腾CPU平台产品和麒麟操作系统,融合软件代码分析中的动态符号执行核心技术,联合攻关实现工业嵌入式智能化测试软件(即SmartRocket TestGrid)首次在国产基础软硬环境下的运行,构建出自主创新、安全可信的工业嵌入式测试软件联合解决方案,赋能工业系统高可靠、高安全等级测试验证需求

整体方案架构如下:

方案架构

该方案实现Tessy、Testbed等国外工具的同等功能和性能,填补国内技术空白,解决了相关领域用户陆续出现的断供困境,工业嵌入式测试软件的过渡升级提供有力支撑


方案实施效果:

方案优势

方案打破了传统的“手写用例+测试工具”测试方法,100%满足语句覆盖、分支覆盖和MC/DC覆盖,实现测试用例自动生成,整个单元自动化测试。

  • 零测试代码:用户无需额外编写任何测试驱动代码。工具可以自动分析测试接口,并以表格的形式将数据展开,用户在进行用例修改和设计时,可以直接在表格中填写。
  • 一键测试:可以使用“一键测试”功能按钮,点击后会自动为被测函数进行测试用例的生成与执行,执行结果在界面中可以看到。
  • 测试软件工具获得TUV南德的功能安全认证,工具、测试报告均符合功能安全标准要求,满足IEC 61508-3:2010EN 50128:2011ISO 26262-8:2018等行业标准要求。
  • 测试软件工具支持Eclipse IDEJenkins等第三方集成。

该方案不仅能够让测试人员摆脱效率低下、质量参差不齐的手工测试用例编写任务,还能提升测试效率,降低测试成本,有效保障工业软件的安全应用。

方案应用场景

该方案主要适用于汽车电子、轨道交通和工业等行业领域:

  1. 汽车电子:汽车电子行业遵循ISO26262标准,部分工程需要达到ASIL-D安全等级要求。
  2. 轨道交通:如轨交信号系统测试中,需要根据不同的SIL等级来进行相应的单元测试。使用该联合方案的软件测试工具,可以极大地减少人力成本及时间成本。
  3. 工业领域:在过程自动化和工厂自动化等领域,各种安全装置和系统需要IEC61508等标准的性能评估和要求。使用该联合方案的软件测试工具能够自动进行工业软件测试执行,帮助工业系统完成风险评估、SIL等级评估和认证、功能安全测试等服务。

技术特点

软件测试工具采用前后端分离的B/S架构和支持并行任务调度的微服务架构,适配了面向未来的SecDevOps软件开发流程。在功能架构上采用灵活统一的测试框架,具有强大扩展性,既满足白盒测试的需求,也满足目前和未来的黑盒测试需求。

软件测试工具在基础软硬件之上总体分为两个层次,核心层和应用层:

  • 核心层负责软件测试工具的核心能力,开放标准接口供应用层调用,主要分成两部分:上层为核心接口层,开放标准接口供上层调用;下层为能力库,能力库包括源代码编译、解析、源代码分析并自动生成测试用例。
  • 应用层可划分为服务层和终端层。服务层负责业务逻辑部分,与数据库交互、版本管理服务器交互等持久化或逻辑的控制工作,调用和封装核心层能力并开放标准接口供终端层调用;终端层为HTML网页形式,可以通过主流浏览器进行加载访问,负责与最终用户的交互。

服务层与核心层的交互分为同步和异步调用两种方式,同步调用采用HTTP Rest形式接口,异步调用配合消息队列实时进行消息通知反馈。


成功案例:

成功案例

某领域控制系统研究所:

该研究所主要从事某领域控制系统及电子控制器/控制软件的研发、制造、集成,以及柔性联轴器的研发、生产和保障业务。基于项目需要,研究所采用SmartRocket TestGrid测试联合解决方案用于项目开展单元测试,包括单元测试工程创建、用例设计、脚本生成、调试执行、覆盖率分析与收集、测试结果报表生成、测试回归与迭代等。

 

技术指标

使用TestGrid,可以自动生成高覆盖率、低冗余的结构覆盖用例,函数的平均语句覆盖率高达85%,且超过半数的函数可以达到100%覆盖率,为相应客户最大限度的提高了测试效率。

 


相关产品:

相关产品

SmartRocket TestGrid 

SmartRocket TestGrid是一款自主研发的嵌入式软件智能化测试工具,可以自动生成满足语句、分支、MC/DC覆盖准则,并且覆盖率高达100%的测试用例,能够降低结构化测试过程中的人员投入。

 

支持飞腾的CPU平台:

FT2000/4D2000S2500FT2000+/64

支持麒麟的操作系统版本:

银河麒麟桌面操作系统V10版本

银河麒麟高级服务器操作系统V10版本

 

伙伴信息

上海工业控制安全创新科技有限公司

上海工业控制系统安全创新功能型平台(以下简称“上海控安”)成立于20181月,是上海市首批推动建设的研发与转化功能型平台之一,是支撑上海科技创新中心“四梁八柱”的重要创新力量。立足上海,发挥长三角区域产业优势,上海控安面向汽车电子、轨道交通等国家重点行业和关键信息基础设施,进行工业控制系统功能安全和信息安全核心技术研发和成果转化,并联合上下游企业,提供仿真验证、检测评估、监测预警、培训咨询等服务,致力于成为连接产学研用政资等相关主体的工业安全产业生态服务平台。

公司名称:上海工业控制安全创新科技有限公司

企业官网:www.ticpsh.com

公司电话:021-62655886

公司地址:上海市普陀区云岭西路6006号楼7

                上海市普陀区同普路10301号楼3层(研发中心)

 

 

关于飞腾

 

飞腾信息技术有限公司是国产CPU领军企业。公司总部位于天津滨海高新技术产业开发区,在长沙、北京、广州等地设有运营销售和研发中心。飞腾是国内首家获得ARM指令集授权的CPU企业,团队致力于自主CPU研发二十余年,推出的飞腾系列CPU产品集成全自主处理器内核,已形成覆盖桌面、服务器和嵌入式等领域的完整产品线。目前飞腾公司拥有500多家国内合作伙伴,基于飞腾CPU的产品已在国内政务办公、重点行业业务系统、云计算、金融、能源和交通等行业实现了批量应用。   

公司名称:飞腾信息技术有限公司

企业官网:www.phytium.com.cn

公司电话:022-58955650

公司地址:天津市滨海高新区塘沽海洋科技园信安创业广场3号楼(天津总部)

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解决方案合作请联系

solutions@phytium.com.cn

 

关于麒麟

麒麟软件主要面向通用和专用领域打造安全创新操作系统产品和相应解决方案,以安全可信操作系统技术为核心,现已形成银河麒麟服务器操作系统、桌面操作系统、嵌入式操作系统、麒麟云、操作系统增值产品为代表的产品线。麒麟操作系统全面支持飞腾系列CPU,在安全性、稳定性、易用性和系统整体性能等方面远超国内同类产品,实现国产操作系统的跨越式发展。目前,公司旗下产品已全面应用于党政、金融、交通、通信、能源、教育等重点行业,服务用户覆盖所有的中央部委、政府机关、地市党委。根据赛迪顾问统计,麒麟软件旗下操作系统产品,连续11年位列中国Linux市场占有率第一名。

公司名称:麒麟软件有限公司

企业官网:www.kylinos.cn

公司电话:022-58955650

公司地址:天津市滨海高新区塘沽海洋科技园信安创业广场3号楼(天津总部)


支持CPU平台:

飞腾腾锐D2000

FT-2000+/64

飞腾腾云S2500

FT-2000/4


伙伴信息:

上海工业控制安全创新科技有限公司

随着工业互联网技术的发展,嵌入式系统的应用越来越广泛。嵌入式软件测试成为嵌入式系统功能安全测试的一项重要工作。通过测试往往能够发现代码中潜在的逻辑缺陷及隐藏的运行错误。为了大幅提高测试人员的工作效率,保障软件测试质量,并且将测试人员从繁重的用例编写任务中解脱出来。上海工业控制安全创新功能型平台联合华东师范大学共同研发了国内首款智能化嵌入式软件测试工具——SmartRocket TestGrid。

SmartRocket TestGrid是集静态分析和单元测试于一体的智能化测试工具。对于静态分析,可以满足根据国军标8114标准进行代码质量审查;对于单元测试中的C代码,可以自动生成满足语句、分支、MC/DC准则的测试用例;对于C++代码,支持模板类和模板函数的特化。

工具通过了TÜV南德的功能安全认证,符合IEC 61508-3:2010(工业通用)、EN 50128:2011/A2:2020(轨道交通)、ISO 26262-8:2018(汽车电子)等行业功能安全标准对测试工具的要求。测试人员无需手写编码,工具自动生成测试框架,并模拟执行,帮助测试人员以较少的投入完成复杂的测试任务。