СПОСОБ ИСПЫТАНИЙ ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ НА ОСНОВЕ АВТОМАТИЧЕСКОГО ФОРМИРОВАНИЯ ТЕСТОВ Российский патент 2024 года по МПК G05B23/02 G06F11/263 

Изобретение относится к компьютерным системам, основанным на специфических математических моделях, и может быть использовано для испытаний электронных устройств.

В рамках данной заявки, тест – это набор испытательных воздействий, выдаваемых по определенному алгоритму, и соответствующих им допустимых отклонений контролируемых параметров устройств.

Известен способ испытаний электронных устройств на основе формирования тестов (патент РФ №2413976). Способ состоит в том, что определяют типовые операции, которые планируется применить для испытаний конкретного объекта; формируют тест, состоящий из ранее определенных типовых экземпляров операций.

Недостатком данного способа является низкая функциональность, ввиду отсутствия алгоритма автоматического формирования производных тестов, с увеличенным количеством экземпляров операций, на основе базового теста, с небольшим количеством экземпляров операций.

Известен способ испытаний электронных устройств на основе формирования тестов (патент РФ № 2469372). Способ состоит в том, что определяют типовые операции, которые планируется применить для испытаний конкретного объекта; формируют тест, состоящий из ранее определенных типовых экземпляров операций.

Недостатком данного способа является низкая функциональность, ввиду отсутствия алгоритма автоматического формирования производных тестов, с увеличенным количеством экземпляров операций, на основе базового теста, с небольшим количеством экземпляров операций.

Наиболее близким (прототипом) является способ испытаний электронных устройств на основе формирования тестов: С.С. Маренина, М.В. Салмина Автоматизация создания процедур испытаний бортовой аппаратуры на проблемно-ориентированном языке // Решетневские чтения: материалы XX Международной научной конференции, г.Красноярск. – 2016. – С. 221–223. Способ состоит в том, что определяют типовые операции, которые планируется применить для испытаний конкретного объекта; формируют базовый тест, состоящий из ранее определенных типовых операций; затем, на основе этого базового теста, формируют производные тесты, с измененной последовательностью выдачи и составом экземпляров типовых операций, при сохранении типового состава операций.

Недостатком данного способа является низкая функциональность, ввиду отсутствия алгоритма автоматического формирования производных тестов, с увеличенным количеством экземпляров операций, на основе базового теста, с небольшим количеством экземпляров операций.

Для заявленного способа выявлены общие с прототипом существенные признаки: способ испытаний электронных устройств на основе автоматического формирования тестов, при котором определяют типовые операции, которые планируется применить для испытаний конкретного объекта; формируют базовый тест, состоящий из ранее определенных типовых операций; затем, на основе этого базового теста, формируют производные тесты, с измененной последовательностью выдачи и составом экземпляров типовых операций, при сохранении типового состава операций.

Технической проблемой заявленного изобретения является устранение указанного недостатка, что позволит автоматически формировать производные тесты, с увеличенным количеством экземпляров операций, на основе базового теста, с небольшим количеством экземпляров операций, тем самым повысить функциональность испытаний.

Техническая проблема изобретения решается тем, что согласно способу испытаний электронных устройств на основе автоматического формирования тестов, при помощи специальной контрольно-испытательной аппаратуры (КИА) и, управляющего ей программного обеспечения (ПО), реализуют аппаратно-программные модели (АПМ) электронных устройств. Затем при помощи этих АПМ, на испытываемые электронные устройства (ИЭУ), выдают управляющие воздействия (УВ), в виде электрических сигналов, и, при помощи этих же АПМ, измеряют ответные реакции (ОР), в виде электрических сигналов, получаемых от ИЭУ. Определяют типовые операции, которые планируется применить для испытаний конкретного ИЭУ. Далее формируют базовый тест, состоящий из ранее определенных типовых операций и, на основе этого базового теста, формируют производные тесты, с измененной последовательностью выдачи и составом экземпляров типовых операций, при сохранении типового состава операций. Производные тесты формируют тем, что подсчитывают количество экземпляров операций по каждому типу в базовом тесте, получают тем самым коэффициенты , где – количество типов операций. Подсчитывают общее количество операций всех типов в базовом тесте. Затем вычисляют коэффициенты плотности появления операций каждого типа в базовом тесте . Ранжируют типы операций по показателю на первое место ставят тип операции с наибольшим коэффициентом плотности , на последнее с наименьшим коэффициентом плотности , тем самым получают коэффициент ранга , который может принимать значения от 0 до n. Рассчитывают коэффициенты определения типов операций путем сложения всех коэффициентов плотности находящихся ниже по рангу, в сравнении с тем, для которого ведется подсчет . Начинают цикл генерирования новых экземпляров операций, для чего генерируют псевдослучайную величину от 0 до 1 с равномерным распределением вероятностей, где – количество экземпляров операций, которые необходимо сгенерировать. Последовательно сравнивают с каждым , до тех пор, пока не выполнится условие , тем самым получают , в соответствие с которым определяется тип очередной операции, которую требуется добавить в формируемый производный тест. Добавляют вычисленный экземпляр операции в производный тест. Повторяют итерации цикла генерирования новых экземпляров операций раз, тем самым получая производный тест. На основе сформированного производного теста, проводят испытания ИЭУ путем выдачи УВ в виде электрических сигналов и считывания ОР.

Способ осуществляют следующим образом.

На основе задач испытаний конкретного ИЭУ определяют типовые операции, которые планируется применить для его испытаний.

Тип – форма, вид чего либо, обладающие определёнными схожими признаками (https://ozhegov.textologia.ru/definit/tip/?q=742&n=183674).

Типизация – подведение под какой либо тип, классификация по типам. (https://dic.academic.ru/dic.nsf/dic_economic_law/16048/%D0%A2%D0%98%D0%9F%D0%98%D0%97%D0%90%D0%A6%D0%98%D0%AF).

То есть специалист, проводящий испытания, на основе своих технических знаний и опыта, определяет какие операции в виде выдачи УВ и считывания ОР необходимо осуществить для определения, в ходе испытаний, необходимых характеристик ИЭУ. Например, ИЭУ является бортовое вычислительное устройство космического аппарата, тогда операциями могут быть, например, выдача УВ по интерфейсу мультиплексного канала информационного обмена (МКИО) по ГОСТ Р 5207-2003 или запрос на считывание ОР от ИЭУ по тому же интерфейсу. Осуществить такую операцию возможно, например, при помощи устройства ТE1-РСI2 (http://www.elcus.ru/boards.php?ID=te1-pci2) установленного в PCI-разъем персонального компьютера. Или операцией может быть выдача УВ в виде подачи питания на ИЭУ путем переключения программно-управляемого реле, например, при помощи устройства NI PXI-2570 (https://www.ni.com/ru-ru/support/model.pxi-2570.html) или запрос на считывание уровня напряжения в определенной электрической цепи ИЭУ, например, при помощи устройства NI PXI-4072 (https://www.ni.com/ru-ru/support/model.pxi-4072.html).

Таким образом, возможно определять характеристики ИЭУ, такие как, например: функция обмена по МКИО, время ответа по МКИО, функция включения/выключения ИЭУ, уровень напряжения в участках цепи ИЭУ, уровень сопротивления в участках цепи ИЭУ, силу тока в участках цепи ИЭУ, функции обмена по различным цифровым и аналоговым интерфейсам и пр.

После определения специалистом, проводящим испытания, набора необходимых ему для испытаний ИЭУ операций, он проводит их типизацию, например, он решает выдать по МКИО 20 одинаковых УВ в определенной последовательности в разные моменты времени. То есть необходимо 20 раз (многократно) выдать одно и то же УВ, следовательно, эта операция является типовой в рамках данного теста, тогда специалист обозначает ее как типовую и присваивает ей уникальное, в рамках этого теста, имя, например, «КУ1». Так же, в ходе испытаний, он решает 30 раз выдать запросы ОР по МКИО в определенной последовательности в разные моменты времени. То есть необходимо 30 раз (многократно) запросить одну и ту же ОР, следовательно, эта операция является типовой в рамках данного теста, тогда специалист обозначает ее как типовую и присваивает ей уникальное, в рамках этого теста, имя, например, «КУ2». Или специалист решает выдать по NI PXI-2570 15 одинаковых УВ в определенной последовательности в разные моменты времени. То есть необходимо 15 раз (многократно) выдать одно и то же УВ, следовательно, эта операция является типовой в рамках данного теста, тогда специалист обозначает ее как типовую и присваивает ей уникальное, в рамках этого теста, имя, например, «КУ3». Так же, в ходе испытаний, он решает 45 раз выдать запросы ОР по NI PXI-4072 в определенной последовательности в разные моменты времени. То есть необходимо 45 раз (многократно) запросить одну и ту же ОР, следовательно, эта операция является типовой в рамках данного теста, тогда специалист обозначает ее как типовую и присваивает ей уникальное, в рамках этого теста, имя, например, «КУ4» и так далее.

Тогда КУ1, КУ2, КУ3 и КУ4 образуют «Типовой состав операций», то есть типовой состав операций формирует специалист проводящий испытания путем типизации многократно повторяющихся в составленной программе испытаний «Типовых операций». Или этот процесс можно автоматизировать путем автоматического подсчета количества одинаковых (или сильно схожих), многократно повторяющихся, операций.

Далее формируют базовый тест, состоящий из ранее определенных типовых операций. Например базовый тест состоит из следующей последовательности 30 команд: команда управления (КУ)1, КУ4, КУ4, КУ2, КУ3, КУ1, КУ4, КУ4, КУ0, КУ1, КУ0, КУ0, КУ0, КУ2, КУ4, КУ0, КУ0, КУ1, КУ2, КУ4, КУ4, КУ0, КУ1, КУ2, КУ4, КУ4, КУ4, КУ2, КУ2, КУ4. При этом порядок следования КУ может быть изменен без нарушения работоспособности процесса испытаний, а каждая КУ может содержать в себе вложенные операции, например, КУ0 состоит из выдачи данных в ИЭУ, считывания ОР, анализа считанной ОР, выдачи, по результатам анализа, в ИЭУ следующей порции данных и считывания следующей ОР. КУ1 состоит из считывания данных от ИЭУ, анализа считанных данных и, на его основе, выдачи данных в ИЭУ и, считывания ОР. КУ2 состоит из выдачи одной порции данных в ИЭУ. КУ3 и КУ4 состоят из одного считывания порции данных из ИЭУ. Далее, на основе этого базового теста, формируют производные тесты, с измененной последовательностью выдачи и составом экземпляров типовых операций, при сохранении типового состава операций. Для этого, сначала подсчитывают количество экземпляров операций по каждому типу в базовом тесте, получают тем самым коэффициенты , где – количество типов операций. Важно! Для удобства и единообразия описания расчетов, нумеруется с 0, т.е. при пяти типах операций, принимает значения от 0 до 4. Для приведенного примера получают: для КУ0 = 7 для КУ1 = 5 для КУ2 = 6 для КУ3 = 1 для КУ4 = 11. Далее подсчитывают общее количество операций всех типов в базовом тесте, для примера Вычисляют коэффициенты плотности появления операций каждого типа в базовом тесте , для примера ; . Ранжируют типы операций по показателю на первое место ставят тип операции с наибольшим коэффициентом плотности , на последнее с наименьшим коэффициентом плотности , тем самым получают коэффициент ранга , который может принимать значения от 0 до n. Для примера получают: для ; для ; для ; для ; для . Рассчитывают коэффициенты определения типов операций путем сложения всех коэффициентов плотности находящихся ниже по рангу, в сравнении с тем, для которого ведется подсчет . Для примера получают: ; ; ; ; Начинают цикл генерирования новых экземпляров операций, для чего генерируют псевдослучайную величину от 0 до 1 с равномерным распределением вероятностей, где – количество экземпляров операций, которые необходимо сгенерировать. Последовательно сравнивают с каждым , до тех пор, пока не выполнится условие , тем самым получают , в соответствие с которым определяется тип очередной операции, которую требуется добавить в формируемый производный тест. Добавляют вычисленный экземпляр операции в производный тест. Повторяют итерации цикла генерирования новых экземпляров операций раз, тем самым получая производный тест. Для примера: генерируют , что соответствует КУ4 , , значит добавляют в производный тест операцию КУ4; генерируют , что соответствует КУ4 , , значит добавляют в производный тест операцию КУ4; генерируют , но , что соответствует КУ0 , , значит добавляют в производный тест операцию КУ0; генерируют , , но , что соответствует КУ2 , , значит добавляют в производный тест операцию КУ2; генерируют , , , но , что соответствует КУ1 , , значит добавляют в производный тест операцию КУ1; генерируют , , , , но , что соответствует КУ3 , , значит добавляют в производный тест операцию КУ3. Продолжают генерировать операции столько раз, сколько требуется для производного теста, например, 5000000000 раз, что занимает несколько секунд, при использовании современной вычислительной техники.

Рассчитанные производные тесты для примера, приведенного в описании осуществления данного изобретения:

90 операций. КУ4, КУ1, КУ2, КУ4, КУ4, КУ0, КУ1, КУ0, КУ4, КУ2, КУ4, КУ3, КУ1, КУ0, КУ2, КУ0, КУ1, КУ1, КУ0, КУ2, КУ1, КУ3, КУ4, КУ0, КУ4, КУ2, КУ4, КУ4, КУ4, КУ0, КУ4, КУ2, КУ4, КУ0, КУ2, КУ4, КУ4, КУ3, КУ4, КУ0, КУ1, КУ4, КУ4, КУ2, КУ0, КУ4, КУ0, КУ4, КУ0, КУ4, КУ4, КУ1, КУ2, КУ0, КУ2, КУ0, КУ0, КУ4, КУ2, КУ4, КУ2, КУ4, КУ0, КУ0, КУ4, КУ2, КУ4, КУ1, КУ4, КУ1, КУ4, КУ4, КУ2, КУ0, КУ4, КУ1, КУ4, КУ1, КУ0, КУ1, КУ2, КУ2, КУ4, КУ2, КУ4, КУ2, КУ1, КУ0, КУ0, КУ1.

120 операций. КУ4, КУ3, КУ2, КУ2, КУ4, КУ4, КУ4, КУ0, КУ2, КУ1, КУ0, КУ0, КУ4, КУ0, КУ2, КУ2, КУ3, КУ2, КУ2, КУ4, КУ4, КУ0, КУ4, КУ0, КУ0, КУ1, КУ4, КУ0, КУ4, КУ2, КУ2, КУ1, КУ0, КУ0, КУ4, КУ4, КУ2, КУ0, КУ1, КУ0, КУ0, КУ4, КУ4, КУ2, КУ3, КУ1, КУ0, КУ0, КУ4, КУ2, КУ4, КУ4, КУ2, КУ2, КУ0, КУ1, КУ4, КУ4, КУ0, КУ4, КУ1, КУ1, КУ2, КУ1, КУ2, КУ3, КУ4, КУ4, КУ0, КУ4, КУ1, КУ0, КУ4, КУ4, КУ2, КУ1, КУ0, КУ1, КУ1, КУ2, КУ4, КУ4, КУ1, КУ4, КУ4, КУ0, КУ4, КУ4, КУ2, КУ0, КУ1, КУ2, КУ4, КУ4, КУ1, КУ0, КУ4, КУ4, КУ2, КУ4, КУ4, КУ2, КУ0, КУ4, КУ4, КУ0, КУ4, КУ1, КУ4, КУ0, КУ0, КУ1, КУ2, КУ4, КУ1, КУ4, КУ0, КУ2, КУ4, КУ1.

При помощи специальной КИА, описанной выше (МКИО, релейные коммутаторы и пр.), и, управляющего ей ПО, реализуют АПМ электронных устройств. При помощи этих АПМ, проводят испытания путем выдачи на ИЭУ УВ, в виде электрических сигналов, и, измерения ОР, в виде электрических сигналов, получаемых от ИЭУ.

Техническим результатом изобретения является то, что в предлагаемом способе испытаний, в отличие от прототипа, описан алгоритм автоматического формирования производных тестов, с увеличенным количеством экземпляров операций, на основе базового теста, с небольшим количеством экземпляров операций, что повышает функциональность испытаний.

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для испытаний электронных устройств на основе автоматического формирования тестов. Техническим результатом является повышение функциональности испытаний за счет формирования производных тестов с увеличенным количеством экземпляров операций. Способ содержит этапы: реализуют аппаратно-программные модели (АПМ) электронных устройств; при помощи этих АПМ на испытываемые электронные устройства (ИЭУ) выдают управляющие воздействия (УВ) в виде электрических сигналов, измеряют ответные реакции (ОР) в виде электрических сигналов, получаемых от ИЭУ; определяют типовые операции, которые планируется применить для испытаний конкретного ИЭУ; формируют базовый тест, состоящий из определенных типовых операций; на основе базового теста формируют производные тесты, с измененной последовательностью выдачи и составом типовых операций, при сохранении типового состава операций; на основе сформированного производного теста проводят испытания ИЭУ путем выдачи УВ в виде электрических сигналов и считывания ОР.

Способ испытаний электронных устройств на основе автоматического формирования тестов, при котором при помощи контрольно-испытательной аппаратуры и управляющего ей программного обеспечения реализуют аппаратно-программные модели (АПМ) электронных устройств; при помощи этих АПМ на испытываемые электронные устройства (ИЭУ) выдают управляющие воздействия (УВ) в виде электрических сигналов и при помощи этих же АПМ измеряют ответные реакции (ОР) в виде электрических сигналов, получаемых от ИЭУ; определяют типовые операции, которые планируется применить для испытаний конкретного ИЭУ; формируют базовый тест, состоящий из ранее определенных типовых операций; затем на основе этого базового теста формируют производные тесты с измененной последовательностью выдачи и составом экземпляров типовых операций при сохранении типового состава операций, отличающийся тем, что подсчитывают количество экземпляров операций по каждому типу в базовом тесте, получают тем самым коэффициенты , где - количество типов операций; подсчитывают общее количество операций всех типов в базовом тесте; вычисляют коэффициенты плотности появления операций каждого типа в базовом тесте ; ранжируют типы операций по показателю на первое место ставят тип операции с наибольшим коэффициентом плотности , на последнее - с наименьшим коэффициентом плотности , тем самым получают коэффициент ранга , который может принимать значения от 0 до n; рассчитывают коэффициенты определения типов операций путем сложения всех коэффициентов плотности , находящихся ниже по рангу, в сравнении с тем, для которого ведется подсчет ; начинают цикл генерирования новых экземпляров операций, для чего генерируют псевдослучайную величину от 0 до 1 с равномерным распределением вероятностей, где - количество экземпляров операций, которые необходимо сгенерировать; последовательно сравнивают с каждым до тех пор, пока не выполнится условие ; тем самым получают , в соответствие с которым определяется тип очередной операции, которую требуется добавить в формируемый производный тест; добавляют вычисленный экземпляр операции в производный тест; повторяют итерации цикла генерирования новых экземпляров операций раз, тем самым получая производный тест; на основе сформированного производного теста проводят испытания ИЭУ путем выдачи УВ в виде электрических сигналов и считывания ОР.