基于执行序列的嵌入式软件时序异常检测

时序特性是嵌入式软件的重要特性,实时嵌入式软件运行的正确性不仅依赖于任务执行结果,更依赖于任务执行时间.执行任务往往具有多个时间约束,且相互之间可能存在制约关系,对时间约束进行验证和确认是嵌入式软件测试的一个重要问题.文中提出一种基于执行片段的嵌入式软件时序特性检测方法(Trace-Based Temporal Defect Detection,TBTDD).一方面,基于扩展语义接口自动机(Extended Semantic Interface Automata,ESIA)模型,刻画嵌入式软件时序特性需求,分析不同时间约束间存在的相关关系类型,并提出基于相关矩阵的相关时间约束识别算法;另一方面,在目标软件运行环境中提取包含时间信息的执行片段,通过执行片段与时间约束模型的匹配,依据预先制定的时序特性检测准则,检验执行序列是否满足模型中各项独立和相关时间约束的要求,进而发现被测软件中存在的时序缺陷.实验以卫星定位系统软件为例进行建模与缺陷检测,并在执行片段集和缺陷检测能力等方面进行了对比分析.实验表明,该方法可有效检测软件运行过程中存在的各类异常时序,提高了软件时序测试的有效性和充分性.