ICS35.080 L77 中华人民共和国国家标准 GB/T28171—2011 嵌 入式软件可靠性测试方法 Embeddedsoftwarereliabilitytestingmethod 2011-12-30发布 2012-06-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布目 次 前言 Ⅲ ………………………………………………………………………………………………………… 引言 Ⅳ ………………………………………………………………………………………………………… 1 范围 1 ……………………………………………………………………………………………………… 2 规范性引用文件 1 ………………………………………………………………………………………… 3 术语和定义 1 ……………………………………………………………………………………………… 4 测试目的 2 ………………………………………………………………………………………………… 5 测试环境 2 ………………………………………………………………………………………………… 6 测试内容 2 ………………………………………………………………………………………………… 7 测试方法 2 ………………………………………………………………………………………………… 7.1 总则 2 ………………………………………………………………………………………………… 7.2 可靠性目标的确定 3 ………………………………………………………………………………… 7.3 开发操作剖面 4 ……………………………………………………………………………………… 7.4 测试准备 6 …………………………………………………………………………………………… 7.5 执行测试 7 …………………………………………………………………………………………… 7.6 失效数据的分析评估 9 ……………………………………………………………………………… 7.7 可靠性测试报告 12 …………………………………………………………………………………… 附录A(资料性附录) 可靠性示图绘制 13 ………………………………………………………………… 附录B(资料性附录) 可靠性模型选择 15 ………………………………………………………………… 附录C(资料性附录) 可靠性测试用例分析设计实例 16 ………………………………………………… 参考文献 29 …………………………………………………………………………………………………… ⅠGB/T28171—2011 前 言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由全国信息技术标准化技术委员会(SAC/TC28)提出并归口。 本标准起草单位:中国电子技术标准化研究所、珠海南方软件产品检测中心、珠海许继电气有限公 司、炬力集成电路设计有限公司、上海博为峰软件技术有限公司、沈阳软件公共技术服务平台有限公司、 深圳市吉阳自动化科技有限公司、上海博泰悦臻电子设备制造有限公司、广东宝莱特医用科技股份有限 公司、上海嵌入式系统应用工程技术研究中心、珠海优特电力科技股份有限公司、上海超算并行软件有 限责任公司、上海鲁齐信息科技有限公司。 本标准主要起草人:侯建华、陈勇、秦卫东、杨丽春、王兴念、潘海洋、王忠福、张展新、徐锋光、 阳如坤、应臻恺、张旸旸、史旭光。 ⅢGB/T28171—2011 引 言 嵌入式系统是指以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可剪裁,适应应用系统对功能、可靠 性、成本、体积和功耗严格要求的专门计算机系统。嵌入式技术并不是一个独立的学科,它是伴随着微 电子技术和计算机技术的发展,微控制芯片功能越来越强大,而嵌入微控制芯片的设备和系统越来越多 而发展起来的。嵌入式系统几乎包括了生活中所有的电器设备,如:MP3、手机、数字电视机、汽车、微 波炉、数字相机、电梯、空调、自动售货机、工业自动化仪表与医疗仪器等。 虽然大多数软件测试方法都可以直接或间接地用于嵌入式软件的测试,但嵌入式软件可靠性测试 与通用软件可靠性测试有着较大差别,这是由于嵌入式系统软硬件功能界限模糊,软件对硬件的依赖性 和专用性较强,对实时性、安全性要求较高,目前针对嵌入式软件的测试和调试工具较少等。这些都使 得嵌入式软件的测试相比通用计算机软件测试可继承性较差。 本标准参考了国内外相关资料,结合嵌入式软件可靠性测试的实践和特点而制定。 ⅣGB/T28171—2011 嵌入式软件可靠性测试方法 1 范围 本标准规定了嵌入式软件生存周期内软件产品的可靠性测试方法、过程和准则。 本标准适用于嵌入式软件生存周期全过程,可用于嵌入式软件测试中的可靠性增长测试和可靠性 确认测试要求。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T9386—2008 计算机软件测试文档编制规范 GB/T11457—2006 信息技术 软件工程术语 GB/T15532—2008 计算机软件测试规范 GB/T16260.2—2006 软件工程 产品质量 第2部分:外部度量 GB/T16260.3—2006 软件工程 产品质量 第3部分:内部度量 3 术语和定义 GB/T11457—2006界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 软件可靠性 softwarereliability 特定数目的自然单元中或特定任务时间内软件无失效执行的概率。 3.2 偏离 deviation 嵌入式软件执行中的系统行为相对预期行为的偏差。 3.3 级联 cascaded 直接由初始行为产生的行为。例如,级联偏离、级联失效、级联偏差。 3.4 失效 failure 系统运行行为对用户要求的偏离。 3.5 失效强度 failureintensity 单位时间出现的失效次数。 注:是表示可靠性的另一种方式。 3.6 操作 operation 持续一段时间,结束时将控制权还给系统的一种逻辑任务。操作与软件的功能或特征相关,例如, 1GB/T28171—2011 用户命令的执行、对输入的响应处理、系统事务处理。 3.7 操作剖面 operationalprofile 操作及其出现的概率的集合。 3.8 操作模式 operationalmode 随时间或资源与输入的不同而有较大差别的操作的集合。 4 测试目的 嵌入式软件可靠性测试的目的是: ———通过嵌入式软件可靠性测试有效地发现程序中影响软件可靠性的缺陷,实现可靠性增长; ———验证嵌入式软件是否满足嵌入式系统开发合同或项目开发计划、系统与子系统设计文档、软件 需求规格说明和软件设计说明所规定的软件可靠性要求、可靠性的定量要求; ———评估当前嵌入式软件可靠性的水平,预测未来可能达到的水平,从而为嵌入式软件开发管理提 供决策依据; ———通过嵌入式软件可靠性测试,为用户平衡可靠性、时间开发和开发费用提供参考。 5 测试环境 嵌入式软件可靠性测试的测试环境如下: ———具备嵌入式软件运行的目标环境,或高度一致(除位置、结构、接口等部分外其他环境与目标环 境一致)的仿真环境; ———具备与嵌入式系统应用验证相关的必要的测试仪器仪表,例如,频率源、波形发生器、标准电压 电流源、规约分析器等; ———具备嵌入式系统运行的温度、湿度、电磁兼容、振动、冲击等环境; ———具备一些专用的测试工具; ———具备操作剖面所需要的全部外部输入输出的环境支持。 6 测试内容 嵌入式软件可靠性测试的内容主要包括:可靠性增长测试和可靠性确认测试。 可靠性增长测试以迭代的方式进行,根据测试过程中检出和跟踪的失效,使用基于可靠性增长模型 和统计推理的可靠性评估方法,进行失效强度的估计,然后消除缺陷再测试,使可靠性达到目标要求从 而结束测试。 可靠性确认测试是产品发布或交付前为确定合同约定或者具体标准规定的可靠性指标得到满足而 组织实施的测试。 7 测试方法 7.1 总则 GB/T15532—2008中确定的系统测试方法适用于本标准,一般采用黑盒测试技术进行嵌入式软 2GB/T28171—2011 件可靠性测试项目的测试。 进行嵌入式软件可靠性测试,首先明确可靠性目标。没有规定可靠性目标时,应按照7.2中的方法 进行可靠性目标的确定。 可靠性目标确定后,编制测试计划、开发操作剖面、进行测试准备、执行可靠性测试、分析评估,最后 给出可靠性测试报告。 7.2 可靠性目标的确定 7.2.1 确定失效程度 对一个嵌入式软件,根据产品的使用范围、对象,确定失效的严重程度。一般根据对人员生命、成本 和系统能力的影响来区分失效的严重程度;失效严重程度级别用于对失效数据的分析,在测试过程中判 定是否需要查找缺陷和解决。表1给出失效程度的级别。 表1 嵌入式软件失效的程度级别 失效程度级别 对失效的描述 1 不能进行一项或多项关键操作 2 不能进行一项或多项重要操作 3 不能进行一项或多项操作,但是有补救办法 4 一项或多项操作中的小缺陷 7.2.2 为嵌入式软件建立失效强度目标 根据嵌入式系统的使用对象,为嵌入式软件建立失效强度目标,表2为推荐的失效强度目标、失效 间隔时间和失效影响的对照表。 表2 失效强度目标、失效间隔时间与失效影响 失效造成的影响 典型失效强度目标 失效间隔时间 造