[發(fā)明專利]基于約束的預(yù)配置IMA平臺網(wǎng)絡(luò)通信調(diào)度數(shù)據(jù)生成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710247867.0
• 申請日: 2017-04-11
• 公開（公告）號: CN107070750B
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙珍;樊智勇;李浩
• 申請（專利權(quán)）人: 中國民航大學(xué)
• 主分類號: H04L12/26
• 分類號: H04L12/26;H04L12/863
• 代理公司: 天津中環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司12105
• 代理人: 胡京生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于約束的預(yù)配置IMA平臺網(wǎng)絡(luò)通信調(diào)度數(shù)據(jù)生成方法，利用基于約束的方法為事先配置完畢的IMA平臺網(wǎng)絡(luò)生成通信調(diào)度數(shù)據(jù)。

背景技術(shù)

綜合模塊化航空電子(Integrated Modular Avionics,IMA)系統(tǒng)架構(gòu)采用開放式體系架構(gòu)、統(tǒng)一的機載數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)、I/O布局和綜合信息管理，能實現(xiàn)物理綜合和功能綜合，以及資源的高度共享。現(xiàn)役民用飛機中，使用IMA系統(tǒng)的主要有B777、B787和空客A380，未來使用IMA系統(tǒng)將是民用飛機的發(fā)展趨勢。為保障民用飛機的安全運行，必須針對整個IMA系統(tǒng)進行測試，確保該系統(tǒng)的功能、性能滿足適航要求。針對IMA系統(tǒng)的測試包括硬件測試、軟件測試以及集成測試，其中IMA系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)集成測試，主要是通過對IMA平臺網(wǎng)絡(luò)的通信流進行測試來實現(xiàn)，如果在測試平臺已經(jīng)配置完畢的情況下對IMA平臺網(wǎng)絡(luò)通信流進行測試，可通過開發(fā)測試應(yīng)用、測試規(guī)范(包括控制規(guī)范和評估規(guī)范)來實現(xiàn)。首先，生成離線測試數(shù)據(jù)，測試應(yīng)用和測試規(guī)范主要用于理解并執(zhí)行所生成的離線測試數(shù)據(jù)，即通信調(diào)度數(shù)據(jù)。因此，離線通信調(diào)度數(shù)據(jù)的生成是IMA平臺網(wǎng)絡(luò)集成測試的重要基礎(chǔ)，為IMA系統(tǒng)集成測試提供了重要的理論和數(shù)據(jù)支持。

目前，測試數(shù)據(jù)的生成方法主要分為兩大類，即手動生成和自動生成方法。由于現(xiàn)代民用飛機航電系統(tǒng)具有高度的物理綜合、功能綜合以及資源共享，因此，依照手動生成該復(fù)雜系統(tǒng)的測試數(shù)據(jù)是不現(xiàn)實的。關(guān)于測試數(shù)據(jù)自動生成方法已有一些研究成果，主要有基于搜索的測試數(shù)據(jù)自動生成架構(gòu)用于解決安全關(guān)鍵性等級軟件系統(tǒng)的測試數(shù)據(jù)生成[1]、基于模型檢查自動生成測試用例的方法[2]、基于啟發(fā)式搜索的測試數(shù)據(jù)自動生成算法[3]以及改進的邊界測試數(shù)據(jù)選取算法[4]等。而國內(nèi)關(guān)于IMA系統(tǒng)通信調(diào)度數(shù)據(jù)自動生成算法的研究比較少，僅有中國民航大學(xué)的孫毅剛教授課題組提出的基于遞歸算法的通信調(diào)度數(shù)據(jù)自動生成算法[5]。

[1]Nigel James Tracey.A Search-Based Automated Test-Data Generation Framework for Safety-Critical Software[D].Toronto:University of York,September 2000.

[2]曹爽.航空軟件測試用例自動生成方法研究[D].南京：南京航空航天大學(xué)，2010。

[3]劉嘉玥.基于啟發(fā)式搜索的軟件測試數(shù)據(jù)的自動生成[D].天津：天津大學(xué)，2012。

[4]毛穎.測試用例自動生成系統(tǒng)研究與實現(xiàn)[D].成都：電子科技大學(xué)，2007。

[5]李浩.IMA平臺網(wǎng)絡(luò)的通信調(diào)度數(shù)據(jù)自動生成方法研究[D]，天津：中國民航大學(xué)，2016。

由測試原理可知，如何自動生成充分的、有效的、可行的通信調(diào)度數(shù)據(jù)對最終的IMA平臺網(wǎng)絡(luò)集成測試具有非常重要的影響，同時，為了提高測試效率應(yīng)在保障測試效果的基礎(chǔ)上盡可能縮小通信調(diào)度測試數(shù)據(jù)集，提高測試效率。現(xiàn)有通信調(diào)度數(shù)據(jù)自動生成方法并沒有給出如何縮小通信調(diào)度數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)描述，可能導(dǎo)致生成的測試數(shù)據(jù)不足以完全代表一類測試狀態(tài)，進而影響測試效果的完備性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于定義一種具有嚴(yán)謹(jǐn)數(shù)學(xué)描述的約束函數(shù)，提出一種基于約束的通信調(diào)度數(shù)據(jù)自動生成方法，為預(yù)配置完畢的IMA平臺網(wǎng)絡(luò)生成充分的、具有代表性的測試數(shù)據(jù)集，提高IMA平臺網(wǎng)絡(luò)集成測試效率，保障測試效果的精確性以及完備性。

本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是：基于約束的預(yù)配置IMA平臺網(wǎng)絡(luò)通信調(diào)度數(shù)據(jù)生成方法，利用基于約束的方法為事先配置完畢的IMA平臺網(wǎng)絡(luò)生成通信調(diào)度數(shù)據(jù)，其特征在于，包括下列步驟：

(1)首先，從IMA平臺網(wǎng)絡(luò)獲取網(wǎng)絡(luò)配置信息和網(wǎng)絡(luò)特性信息，其中，網(wǎng)絡(luò)配置信息包括IMA平臺網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的模塊、分區(qū)、端口、端口類型、端口連接形式、主時間框架、隊列長度、調(diào)度方式，網(wǎng)絡(luò)特性信息包括最差情況下的硬件延時、最差情況下的軟件延時，并根據(jù)這些信息，初始化時間戳T_s＝0；

(2)當(dāng)時間戳T_s從0不斷增加到設(shè)定長度L_s(L_s＞0)的過程時，在當(dāng)前時間戳T_s＝k處，不考慮通信調(diào)度行為是否合理，生成各個端口上的通信調(diào)度行為數(shù)據(jù)，保證在每個時間戳處所生成的通信調(diào)度數(shù)據(jù)集的完整性；