新生儿先天性心脏病筛查技术的现状及智能化发展趋势

先天性心脏病(先心病)是我国最常见的先天畸形。"双指标"方案(脉氧测定结合心脏杂音听诊)已在全国推广。目前,脉氧测定已有较多商用设备,但在低灌注、抗干扰、双指标集成等方面仍存在不足;而心脏杂音听诊目前多由检查者通过听诊器进行判断,受主观因素影响较大;而近年来出现的智能听诊技术在实用性、一致性、敏感性和数据库方面尚存在不足,不能直接用于新生儿心杂音智能识别,且缺乏成熟商用产品。因此,"双指标"方案推广过程中集成化、自动化、智能化、同质化的程度较低,影响了新生儿先心病筛查效率和准确性。本文综述了新生儿先心病筛查技术的现状和智能化发展趋势以及课题组自主研发双指标智能筛查仪的进展情况。

航天器软件典型缺陷模式的自动检测技术

通过系统分析和总结航天器软件在轨、在研质量问题,开展软件缺陷模式研究,建立航天器软件缺陷模式集;研究缺陷模式的形式化规约和自动检测技术,开发缺陷模式自动检测工具,提高缺陷自动检出率,从而有效规避航天器软件中的典型多发问题,提高航天器软件研制质量、缩短研制周期.

一种“白黑白”盒混合型航天器软件单元测试技术

软件测试是软件质量保障的基础,而单元测试是软件测试中不可或缺的重要环节.充分的单元测试对发现和排除软件中的缺陷非常有效,并且花费成本较小.基于航天器软件其较高的软件可靠性、健壮度等设计要求特点,归纳总结航天器软件单元测试的常见典型问题.结合航天器软件单元测试的具体实践,提出了"白-黑-白"盒混合的单元测试方法,旨在提高单元测试的质量与效率,从而保证航天器软件可靠性.

小卫星控制分系统热试验技术研究及应用

本文介绍了分系统级热试验技术研究及在某商业卫星型号的应用情况。采用这种试验方法,可实现多种类单机产品同时开展热试验,有效缩短了试验周期,显著降低了试验成本,已在多型号推广应用。

FPGA仿真验证工具及前沿技术综述

随着FPGA设计应用的场合越来越多、越广,尤其在航天、军工等国防方面对FPGA设计的功能实现、安全性可靠性提出了更高的要求,因此,对于FPGA设计的验证就显得更加重要。主要针对目前市场上先进的FPGA仿真工具进行了深入的介绍和比较,同时还分析了FPGA仿真验证技术的发展方向,为FPGA验证工程师仿真验证工具的选择提供了参考。

数据单向传输设备关键技术概述及应用

数据单向传输设备是一种新型网络安全设备,该设备利用光单向特性实现数据的单向传输。该设备可广泛应用于物理隔离的测试网、工控网与涉密网之间的数据信息交换,并提供一条安全高效的信息交换途径。本文概述了数据单向传输设备中对通信可靠性、安全性要求的技术和实现方案,并介绍了单向导入、单向导出两个实际应用场景,可为数据单向传输技术的应用和推广提供参考。

“四融”提“四感”:助力企业幸福工程建设

在当今快速发展的经济社会中,企业幸福工程建设已经成为企业持续发展的重要驱动力。它不仅关注员工的福祉,还涉及到企业的整体发展和战略规划。企业幸福工程建设旨在创造一个积极、健康、和谐的工作环境,使员工能够充分发挥潜能,为企业创造更大的价值。本研究以员工幸福感及影响因素相关理论作为基础,分析了企业员工幸福感现状,并深入探索了其幸福感的影响因素,据此针对性地提出了企业员工幸福感提升措施和建议[1],旨在通过“四融”提升员工“四感”,同时进一步调动员工积极性,降低离职率,增强企业长期竞争力。

基于变量访问序模式的中断数据竞争检测方法

在航天嵌入式软件等中断驱动型软件中,中断数据竞争问题十分突出.然而,中断在并发语义、同步机制、调度机制等方面与线程(任务)有诸多不同,具有Ad-hoc特征,难以统一刻画,因此,主流的数据竞争检测方法并不适用.以航天嵌入式软件数据竞争案例库为基础进行了系统分析,提出刻画有害中断数据竞争的7种缺陷模式.针对其中最常见且最难解决的单变量访问序模式,基于抽象解释,提出一种支持过程间分析、中断并发分析的高效检测方法.设计并实现了相应的检测工具Space DRC.实验结果表明,Space DRC能够在145ms内检测出约21 400行程序中的真实数据竞争.Space DRC已经在多个航天重点型号中进行了应用,使得中断数据竞争专项分析的效率提高了至少5倍,并且降低了问题遗漏率.

基于变量操作特征分析的软件缺陷模式研究

根据航天器软件第三方评测数据统计分析,因变量定义错误、使用错误所导致的软件缺陷约占以修改程序方式更正的缺陷总数的36%,仅次于需求相关软件缺陷占比。为提升软件质量,针对与变量相关的软件缺陷开展了专题研究、对变量操作特征进行了系统分析与分类,构建了与变量操作特征相关联的软件缺陷模式集。实践结果表明,依据缺陷模式与变量操作特征之间的关联性开展软件测试活动,可以有效提高软件缺陷检出效率。

航天嵌入式软件测试用例典型设计缺陷研究

作为动态测试充分性的基本评价指标,覆盖率分析只能帮助修正因输入不足而导致的测试用例设计缺陷;针对航天嵌入式软件测试过程中不影响覆盖率统计结果的用例设计缺陷,从测试步骤和预期结果两大测试用例核心要素开展研究,提出十个典型缺陷,分别予以分析,并进行缺陷修正;工程实践证明,这些缺陷的发生率高,具有典型性;修正这些缺陷后,可以有效检出软件设计缺陷;与用例执行后的覆盖率统计数据分析相结合,可以有效提高测试充分性。

基于共性需求的软件通用自动化测试设计研究

随着航天器发射任务越来越密集,航天软件测试强度不断增大,如何在提高测试效率的同时确保软件测试质量,对航天软件测试人员提出了严峻的挑战。作为软件自动化测试方向的研究热点,无论是基于代码、面向路径覆盖的测试自动化,还是基于需求建模、面向需求的测试自动化,均未能在工程实践中大范围推广。以CAN总线通讯接口通用测试设计为例,提出了基于共性需求的航天嵌入式软件通用测试设计方案,通过共性需求提取、通用测试设计,推进航天软件测试的标准化和规范化,并通过自动化测试工具研发,实现了基于共性需求的通用自动化测试。该通用自动化测试方案已在航天嵌入式软件第三方评测中广泛使用,在测试覆盖率、查找软件潜在设计缺陷以及提高测试效率等方面均取得了良好的效果。

航天嵌入式软件数据访问冲突基准测试集研究

针对数据访问冲突问题的检测方法及工具的研究很多,但缺少对其进行评估的基准测试集。文章基于大量真实航天嵌入式软件中断数据访问冲突案例研究的结果,总结出影响数据访问冲突检测的6类要素,设计开发了嵌入式软件中断数据访问冲突基准测试集程序RaceBench,对SpaceDRC工具进行了指标评估。结果表明,RaceBench能够有效评估工具的适用性。

航天嵌入式软件代码逻辑分析

为提高航天嵌入式软件的测试质量、确保航天型号任务的圆满完成,对航天嵌入式软件代码审查重要内容之一的代码逻辑分析进行了研究.通过对软件缺陷的机理、缺陷查找过程、缺陷暴露过程、以及缺陷引发后果的分析,结合多年软件测试工程实践经验的总结,提出了场景分析法、时序分析法、假想故障追源法等10种主要的代码逻辑分析方法.开展了代码逻辑分析方法的应用分析、代码审查与其它测试手段之间的对比分析,通过分析,给出了代码审查的工程适用性说明.研究成果已在航天型号软件第三方评测中全面推广应用,实践数据表明,应用效果良好,使代码审查的缺陷发现率由业界公认的30%~70%提升至90%以上.相关分析方法和分析思路对动态测试设计以及软件缺陷自动化检测工具的研发均具有一定的参考作用.

基于编码规则的中断数据访问冲突检测方法

针对"重复加锁解锁"和"volatile修饰符误用"两种数据访问冲突缺陷模式,提出基于编码规则的检测方法.首先,对缺陷模式的故障机理进行分析,提炼出3条编码规则用以在开发阶段避免缺陷发生,并基于一个静态代码检查工具SpaceCCH进行了规则检测方法研究和实现.在实际星上软件上的实验结果表明,扩展的SpaceCCH能够高效、低误报、低漏报地发现规则违反,从而有效避免这两种的数据访问冲突问题.本文的贡献在于将一类复杂缺陷的检测转换为相应的编码规则及其检测.

基于FPGA中状态机的逻辑等价性验证方法

采用Synopsys公司的逻辑等价性验证工具Formality,针对状态机逻辑电路进行逻辑等价性验证.介绍了验证的基本流程和具体步骤,具体分析了在逻辑等价性验证过程中出现的由安全设置、状态机耦合性和广义状态机等引发的常见状态机验证失败问题,并最终提出有效、可靠的解决方案.结果表明,采用Formality针对大型复杂的FPGA状态机进行逻辑等价性验证,能大幅度降低验证周期,提高验证正确性,从而进一步提高航天产业背景下FPGA产品的可靠性.

航天嵌入式软件整数溢出的形式化验证方法

整数溢出引起的软件系统安全性问题屡见不鲜,已有的模型检测技术由于存在状态空间爆炸、不能有效支持中断驱动型程序检测等缺点而少有工程应用.结合真实案例,对航天嵌入式软件整数溢出问题的分布和特征进行了系统性的分析.在有界模型检测技术的基础上,结合整数溢出特征,提出了基于整数溢出变量依赖的程序模型约简技术;同时,针对中断驱动型程序,结合中断函数特征抽象,提出了基于干扰变量的中断驱动程序顺序化方法.经过基准测试程序和真实航天嵌入式软件实验,结果表明:该方法在保证整数溢出问题检出率的前提下,不仅能够提高分析效率,还使得已有的模型检测技术能够适用于中断驱动型程序整数溢出检测.

一种星载嵌入式软件安全性测试方法

研究了星载嵌入式软件安全性测试问题。提出一种基于故障注入的安全性测试框架,通过构建全数字仿真测试环境,模拟目标系统输入异常故障及运行态异常故障,可以灵活地实现故障注入。根据软件实际运行结果与预期结果的一致性来评价软件检错、容错能力,进而完成对软件的安全性测试及验证过程。

基于Simulink代码生成的FPGA信号处理系统仿真验证平台

基于FPGA的数字信号处理系统具有高速、低成本、可维护性等多方面优势,应用范围日益广泛,但是随着FPGA数字信号处理系统规模和复杂度不断提高,传统功能验证方法存在仿真平台搭建难度大、效率低的问题。为了提升仿真验证平台开发效率和规范性,提出一种基于Simulink代码自动生成技术的联合仿真验证平台。该平台使用Simulink HDL Coder基于模型的方法搭建仿真环境中复杂数字信号处理部分,通过模型仿真后直接生成HDL代码,最终在IES中进行整个系统的仿真验证。通过搭建SMA基带信号处理系统仿真验证平台,验证了该方法的有效性。研究结果表明,这种仿真平台搭建方法除了验证用例和部分通用接口以外,所有算法的相关设计代码都是Simulink自动生成,从而简化了仿真平台开发流程,有效提升了仿真平台的开发效率和可靠性。

基于数据模型的接口用例自动生成

在嵌入式软件设计过程中,接口是非常重要的设计元素,对接口协议进行验证是接口测试中的主要内容。但现在软件接口类型不同,需要人工识别与组装各种接口的测试用例报文,接口协议的复杂度直接影响测试用例编制的难度与工作量。为实现接口测试用例的自动生成,提出一种基于数据模型的接口用例自动生成技术,根据复杂的接口协议文件,建立被测软件的接口协议形式化模型,准确、高效地表达接口协议规则及要素,并使用动态计算与替换算法得到相应业务场景下的预期结果,生成标准化的测试用例,更可兼容多种类型的接口,有效提升了接口测试效率。

关联性变量分析在软件测试中的应用研究

为进一步排查软件中潜在的较深层次的数据流缺陷，提高软件质量，提出了关联性变量的概念，并从变量的使用逻辑，以及变量自身所承栽的物理意义着手，研究总结了关联性变量的基本特征，提出了各类关联性变量的检测分析要点。在此基础上，对关联性变量设计缺陷开展实例分析，并对基于关联性变量分析的软件查错方法进行了总结。工程实践证明，通过开展关联性变量分析，可以发现较深层次的数据流缺陷，对于提高软件质量具有一定的实用价值。