[發(fā)明專利]航空裝備現(xiàn)場可編程邏輯器件軟件安全性分析方法

有效

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• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112612241B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 封二強;初振華;趙剛;孫乾;馬力;蔡玉華
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航空綜合技術(shù)研究所
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05
• 代理公司: 北京孚睿灣知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11474
• 代理人: 韓燕

1.一種航空裝備現(xiàn)場可編程邏輯器件軟件安全性分析方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

S1、構(gòu)建PLD軟件外部交聯(lián)環(huán)境模型：根據(jù)系統(tǒng)需求文檔，確定外部交聯(lián)設(shè)備、外部輸入接口、外部輸出接口及接口約束關(guān)系，明確PLD軟件外部運行環(huán)境信息，對PLD軟件外部交聯(lián)環(huán)境模型進(jìn)行形式化描述，檢查是否所有外部交聯(lián)均進(jìn)行需求建模；

S2、構(gòu)建PLD軟件功能處理模型：依據(jù)PLD軟件需求文檔，確定建模對象功能及相關(guān)的交聯(lián)設(shè)備、功能輸入與輸出接口集合、功能處理函數(shù)集合、各項判定節(jié)點和遷移路徑以及功能處理模型中的注釋信息，形成PLD軟件功能處理過程圖，對PLD軟件功能處理模型進(jìn)行形式化描述，檢查是否最底層功能均進(jìn)行需求建模；

S3、構(gòu)建PLD軟件狀態(tài)遷移模型：依據(jù)PLD軟件需求文檔，確定建模對象工作狀態(tài)或工作模式及其相關(guān)的功能集合、輸入與輸出接口集合，確定工作狀態(tài)之間的遷移和約束關(guān)系以及工作狀態(tài)對功能或接口的約束關(guān)系，形成PLD軟件工作狀態(tài)遷移圖，對PLD軟件狀態(tài)遷移模型進(jìn)行形式化描述，檢查是否所有PLD軟件工作狀態(tài)均進(jìn)行需求建模；

S4、確定PLD軟件安全性分析規(guī)則：確定外部輸入與輸出接口分析規(guī)則、PLD軟件功能處理過程分析規(guī)則和PLD軟件工作狀態(tài)分析規(guī)則；

S5、基于需求模型的PLD軟件安全性分析：基于功能“輸入接口”進(jìn)行PLD軟件安全性分析，基于功能“處理過程”進(jìn)行PLD軟件安全性分析過程，基于功能“輸出接口”進(jìn)行PLD軟件安全性分析過程，基于工作狀態(tài)遷移的PLD軟件安全性分析過程，具體為：

分別根據(jù)PLD軟件工作狀態(tài)特征、PLD軟件功能輸入接口特征、功能處理過程特征和功能輸出接口特征選擇合適的工作狀態(tài)分析規(guī)則、輸入接口分析規(guī)則、功能處理過程分析規(guī)則和輸出接口分析規(guī)則進(jìn)行檢查分析，確定是否引發(fā)PLD軟件失效及失效原因；再依據(jù)PLD軟件故障信息，確定PLD軟件失效或系統(tǒng)危險的控制措施；將控制措施形成相應(yīng)的PLD軟件安全性要求，并落實于PLD軟件需求；

S6、PLD軟件安全性分析充分性檢查：

S61、PLD軟件外部輸入接口覆蓋率需達(dá)到100％；

S62、PLD軟件外部輸出接口覆蓋率需達(dá)到100％；

S63、PLD軟件功能處理過程覆蓋率需達(dá)到100％；

S64、PLD軟件工作狀態(tài)及其遷移覆蓋率需達(dá)到100％；

依據(jù)PLD軟件需求文檔，開展PLD軟件外部交聯(lián)環(huán)境模型、PLD軟件功能處理模型、PLD軟件狀態(tài)遷移模型需求建模工作，基于需求模型開展PLD軟件安全性分析，通過安全性分析工作識別軟件失效模式，并對失效模式進(jìn)行分析與確認(rèn)，推動在軟件需求中形成相應(yīng)的軟件安全性要求，在設(shè)計和代碼中充分落實該軟件安全性要求，為后續(xù)研究基于安全性分析的測試用例設(shè)計和搭建安全性仿真測試環(huán)境提供分析結(jié)果，以確保所有軟件失效模式及其系統(tǒng)危險能夠得到控制，從而提升PLD軟件安全性和質(zhì)量水平。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空裝備現(xiàn)場可編程邏輯器件軟件安全性分析方法，其特征在于，所述步驟S1具體包括以下步驟：

S11、確定外部交聯(lián)設(shè)備：根據(jù)系統(tǒng)需求文檔，確定與PLD軟件所在系統(tǒng)的各類外部交聯(lián)設(shè)備信息；

S12、確定外部輸入與輸出接口：根據(jù)系統(tǒng)接口需求和PLD軟件接口需求文檔，明確各外部交聯(lián)設(shè)備與PLD軟件之間的輸入接口信息，包括外部輸入接口的名稱、類型、傳輸數(shù)據(jù)、采樣周期和源設(shè)備；明確各外部交聯(lián)設(shè)備與PLD軟件之間的輸出接口信息，包括外部輸出接口的名稱、類型、傳輸數(shù)據(jù)、采樣周期和目的設(shè)備；

S13、確定接口約束關(guān)系：對PLD軟件所有外部輸入輸出接口的約束條件進(jìn)行識別，根據(jù)PLD軟件需求文檔，明確各接口自身及相互之間的時序、組合和重構(gòu)的約束信息，并記錄在模型中；

S14、明確PLD軟件外部運行環(huán)境信息：包括PLD軟件運行過程中的外部溫度、濕度、高度和壓力；

S15、對PLD軟件外部交聯(lián)環(huán)境模型進(jìn)行形式化描述：PLD軟件外部交聯(lián)環(huán)境模型為如下的集合：

IO＝{I，O，E，C} (1)

其中：I表示PLD軟件的外部輸入接口集合；O表示PLD軟件的外部輸出接口集合；E表示PLD軟件的外部交聯(lián)設(shè)備集合；C表示PLD軟件需求元素之間的約束關(guān)系集合；

S16、檢查是否所有PLD軟件外部交聯(lián)設(shè)備、輸入輸出接口都已經(jīng)100％的進(jìn)行需求建模，若“是”則結(jié)束建模過程，若“否”則重復(fù)上述步驟。