符合ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)的模型驗(yàn)證技術(shù)

        2020年,疫情影響著我們每個(gè)人的生活。

        這一年,終將被歷史記住。

        這一年,每個(gè)人戴上防護(hù)口罩,保護(hù)自己和家國。

        這一年,很多人參與線上學(xué)習(xí),get新技能為工作加油。

        這一年,蠻多人關(guān)注汽車ISO26262,堅(jiān)定踐行道路安全衛(wèi)士。

        汽車行業(yè),越來越多企業(yè)取得了ISO26262流程認(rèn)證、產(chǎn)品認(rèn)證。隨著軟件功能比重加大,符合ISO26262標(biāo)準(zhǔn)的軟件開發(fā)過程,借助MBD技術(shù)構(gòu)建模型,軟件的驗(yàn)證當(dāng)然也要考慮模型的靜態(tài)驗(yàn)證(基于模型的規(guī)范檢查)、模型的動(dòng)態(tài)驗(yàn)證(基于模型的動(dòng)態(tài)測試)。

        這一篇,我們介紹下,符合ISO26262標(biāo)準(zhǔn)軟件要求,采用MBD開發(fā)方式,如何進(jìn)行模型的驗(yàn)證,如何做好軟件的“防護(hù)服”或“防護(hù)口罩”,進(jìn)而提升軟件安全性。與大家分享結(jié)合模型形式的ISO 26262軟件驗(yàn)證要求、驗(yàn)證流程及實(shí)踐。


符合ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)的模型驗(yàn)證技術(shù)的圖1軟件驗(yàn)證“口罩防護(hù)”,功能安全“綠碼通行”

ISO 26262 軟件驗(yàn)證要求

軟件開發(fā)啟動(dòng)階段建模指南要求符合ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)的模型驗(yàn)證技術(shù)的圖2——摘自ISO 26262-6:2018,Table1

?  1a執(zhí)行低復(fù)雜性:通過多個(gè)度量指標(biāo),來度量模型的復(fù)雜性,比如:

    ?  Number of subsystems(子系統(tǒng)個(gè)數(shù))

    ?  Number of blocks(模塊個(gè)數(shù))

    ?  Number of linked library(鏈接庫的個(gè)數(shù))

    ?  Number of charts(Chart個(gè)數(shù))

    ?  Number of all objects in the chart(Chart中對(duì)象個(gè)數(shù))

    ?  Number of states(狀態(tài)個(gè)數(shù))

    ?  Number of transitions(轉(zhuǎn)移個(gè)數(shù))

    ?  Number of MATLAB function(ML函數(shù)個(gè)數(shù))

    ?  Number of stateflow code lines(SF代碼行數(shù))

    ?  Effective lines of MATLAB function code metric(ML代碼有效行數(shù))

    ?  Subsystem depth(子系統(tǒng)深度)

    ?  Data and structure layer separation(數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)分層)

    ?  Cyclomatic Complexity (Local, Global)(圈復(fù)雜度)

        其中,圈復(fù)雜度是備受企業(yè)關(guān)注的模型度量指標(biāo),它表征著模型中獨(dú)立路徑的個(gè)數(shù)。該指標(biāo)的閾值約束,能夠指導(dǎo)模型優(yōu)化,有利于降低模型的負(fù)載率。

?  1b使用語言子集、1c使用強(qiáng)數(shù)據(jù)類型、并發(fā)(2018版新增)等其他要求,更多細(xì)節(jié)展示,請(qǐng)關(guān)注5月21日在線研討會(huì),將為大家一一闡述。

ISO 26262 軟件驗(yàn)證流程

        軟件驗(yàn)證分為靜態(tài)驗(yàn)證、動(dòng)態(tài)驗(yàn)證2個(gè)方面,我們重點(diǎn)來看看如何對(duì)模型進(jìn)行靜態(tài)驗(yàn)證、動(dòng)態(tài)驗(yàn)證。

?  模型靜態(tài)驗(yàn)證,概要理解為模型規(guī)范檢查。

    ?  模型靜態(tài)驗(yàn)證要求:靜態(tài)驗(yàn)證方法


符合ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)的模型驗(yàn)證技術(shù)的圖3——摘自ISO 26262-6:2018,Table7

        1b結(jié)對(duì)編程(2018版新增),可以通過2人組合方式火花碰撞解決潛在問題。

        1d半形式驗(yàn)證,通過語法分析,借助自動(dòng)化工具,快速進(jìn)行模型規(guī)范檢查,修改。更多細(xì)節(jié)展示,請(qǐng)關(guān)注5月21日在線研討會(huì),將為大家一一闡述。

    ?  模型靜態(tài)驗(yàn)證工作流程:

Step1:定建模規(guī)范集合,借助企業(yè)經(jīng)驗(yàn)/行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范/第三方推薦,定制出符合項(xiàng)目/產(chǎn)品要求的建模規(guī)范。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,比如MAAB/HIS/MISAR_AC_SLSF等。

Step2:搭建建模規(guī)范自動(dòng)化工具,把Step1中定義的建模規(guī)范集合,通過靜態(tài)的模型語法分析進(jìn)行自動(dòng)化分析。規(guī)范檢查工具,比如用戶自定義開發(fā)腳本/第三方專業(yè)工具如MI等。

Step3:發(fā)布及應(yīng)用,導(dǎo)出模型規(guī)范檢查報(bào)告。

Step4:根據(jù)報(bào)告追溯模型不符合規(guī)范之處,變更模型。

Step5:重復(fù)Step2,按Step3終版報(bào)告。


符合ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)的模型驗(yàn)證技術(shù)的圖4模型靜態(tài)驗(yàn)證—工作流

?  動(dòng)態(tài)驗(yàn)證方面,即我們經(jīng)常會(huì)做的一項(xiàng)活動(dòng),動(dòng)態(tài)測試。

    ?  模型動(dòng)態(tài)驗(yàn)證要求:以模型為測試對(duì)象,通過測試要求、測試方法、測試用例、覆蓋率要求進(jìn)行一些約束。以單元驗(yàn)證為例,需要滿足以下要求。動(dòng)態(tài)驗(yàn)證方法


符合ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)的模型驗(yàn)證技術(shù)的圖5——摘自ISO 26262-6:2018,Table7

        1n模型代碼間的背靠背測試,模型作為一個(gè)“背”,模型自動(dòng)生成的代碼作為一個(gè)“背”,給與兩個(gè)同樣的激勵(lì),來對(duì)比輸出結(jié)果。

        其他方面,1j基于需求測試、1k接口測試、1l故障注入測試 等,更多細(xì)節(jié)展示,請(qǐng)關(guān)注5月21日在線研討會(huì),將為大家一一闡述。

動(dòng)態(tài)驗(yàn)證生成測試用例方法

符合ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)的模型驗(yàn)證技術(shù)的圖6——摘自ISO 26262-6:2018,Table8

        模型動(dòng)態(tài)驗(yàn)證,需要通過一定的方法,來分析test case。比如1c邊界值法,可以根據(jù)需求的邊界,比如有上邊界a、下邊界b,一般可以取:下邊界略小、下邊界、下邊界略大、邊界間普通值、上邊界略小、上邊界、上邊界略大值,生成test case。

        其他方面,1a基于需求分析、1b等價(jià)類生成與分析等,更多細(xì)節(jié)展示,請(qǐng)關(guān)注5月21日在線研討會(huì),將為大家一一闡述。

結(jié)構(gòu)覆蓋率要求符合ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)的模型驗(yàn)證技術(shù)的圖7——摘自ISO 26262-6:2018,Table9

        評(píng)價(jià)動(dòng)態(tài)驗(yàn)證是否充分,滿足需求覆蓋率。其次,要考慮結(jié)構(gòu)覆蓋率指標(biāo)。如不滿足,需要提供充分的證據(jù)來說明達(dá)不到覆蓋率的原因。

        1b分支覆蓋,結(jié)合模型來理解,也叫判定覆蓋(DC),使得模型中每個(gè)判斷的取真分支和取假分支至少經(jīng)歷一次,即判斷的真假均曾被滿足。以下圖模型為例:符合ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)的模型驗(yàn)證技術(shù)的圖8分析模型結(jié)構(gòu)覆蓋率

        可以通過以下測試用例,達(dá)到分支覆蓋率要求:符合ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)的模型驗(yàn)證技術(shù)的圖9測試用例

        其他方面,1a 語句覆蓋、1c MC/DC覆蓋等,更多細(xì)節(jié)展示,請(qǐng)關(guān)注5月21日在線研討會(huì),將為大家一一闡述。

    ?  模型動(dòng)態(tài)驗(yàn)證工作流程:

Step1:制定測試計(jì)劃、策略

Step2:編寫測試用例

Step3:構(gòu)建測試工程

Step4:導(dǎo)出測試報(bào)告(問題清單)

Step5:根據(jù)報(bào)告/問題修改模型Step5:重復(fù)Step2(補(bǔ)充測試用例)- Step5

Step6:導(dǎo)出測試報(bào)告

        在模型動(dòng)態(tài)驗(yàn)證過程中,可以選擇不同的測試環(huán)境,來執(zhí)行測試。符合ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)的模型驗(yàn)證技術(shù)的圖10選擇不同的模型動(dòng)態(tài)驗(yàn)證環(huán)境

ISO 26262 軟件驗(yàn)證實(shí)踐

        在此,也結(jié)合ISO 26262 的V流程,小編也給大家分享下模型靜態(tài)驗(yàn)證+模型動(dòng)態(tài)驗(yàn)證的項(xiàng)目實(shí)踐總覽,歡迎大家圍觀。

?  幫助用戶構(gòu)建模型靜態(tài)驗(yàn)證規(guī)范集合及輔助環(huán)境:符合ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)的模型驗(yàn)證技術(shù)的圖11模型靜態(tài)驗(yàn)證規(guī)范集合及輔助環(huán)境


符合ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)的模型驗(yàn)證技術(shù)的圖12模型靜態(tài)驗(yàn)證—工程化

?  幫助用戶安全功能安全要求,構(gòu)建一體化基于模型動(dòng)態(tài)驗(yàn)證(動(dòng)態(tài)測試)平臺(tái):符合ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)的模型驗(yàn)證技術(shù)的圖13符合功能安全的一體化基于模型動(dòng)態(tài)驗(yàn)證(動(dòng)態(tài)測試)平臺(tái)

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