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Semiformale Methoden für den automatisierten Test eingebetteter Systeme
Dr.-Ing. Rocco Deutschmann Technische Universität Dresden Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Hans-Christian Reuss Zusammenfassung der Dissertation Die Automobilindustrie steht vor dem Problem, auch in Zukunft die Software-Qualität der Steuergeräte trotz stetig steigender Komplexität mit vertretbarem Aufwand zu gewährleisten. Dazu müssen Automatisierungsgrad und Tiefe der Tests dieser eingebetteten Systeme gesteigert werden. Ergebnis der Arbeit ist ein neuer, ganzheitlicher Ansatz für die Automatisierung von Testgenerierung, Testdurchführung und Testanalyse. Kern des Ansatzes ist die Weiterentwicklung semiformaler Methoden für diese drei Phasen des Testens. Dabei werden die Vorteile der formalen Verifikation mit den Vorteilen des Testens verbunden, um die Software-Qualität sicherzustellen. Schwerpunkte der Arbeit sind: 1) Entwicklung eines universellen Softwarewerkzeugs für die automatische Testausführung Das Werkzeug dient der Ausführung generischer Testbeschreibungen sowie der Bewertung und Protokollierung der Testergebnisse. Seine Entwicklung war Voraussetzung für die Untersuchungen zur Automatisierung der Testgenerierung und Testanalyse. Darüber hinaus belegen der mehrjährige Einsatz als Standardwerkzeug ("ECU-TEST") bei der BMW AG und die Nutzung durch viele andere Unternehmen (u. a. MAGNA, IAV) seinen praktischen Nutzen bei der Steigerung des Testautomatisierungsgrades. 2) Automatische Testfallgenerierung aus formalen Anforderungsspezifikationen Das entwickelte Verfahren gestattet die automatische Erzeugung ausführbarer Testfälle aus Anforderungsmodellen unter Vorgabe von Testzielen. Dazu müssen die Anforderungen formal mit zeitgesteuerten, endlichen Automaten und die Testziele in einer speziellen temporalen Logik beschrieben sein. Es werden Modellprüfungsalgorithmen genutzt, um aus symbolischen Diagnosespuren im Modell die Testfälle automatisch zu erzeugen. Das Verfahren wurde auf Basis von ECU-TEST und des Modellprüfungswerkzeugs UPPAAL umgesetzt. 3) Automatische Analyse und Bewertung von Testdaten Während SiL-Simulationen, HiL-Tests oder auch bei Fahrzeugversuchen werden Signalverläufe aufgezeichnet, die die Systemreaktionen des zu testenden Systems repräsentieren. Es wurde ein Verfahren entwickelt, das den vollautomatisierten Vergleich der aufgezeichneten Signalverläufe mit der erwarteten Systemreaktion bewerkstelligt. Das Verfahren bedient sich einer temporalen Logik, um quantitative Zeitaussagen zu formulieren und anhand der Messung zu verifizieren. Da die LTL (Lineare Temporale Logik) der Formulierung von Echtzeitbedingungen nicht genügt, musste sie syntaktisch und semantisch zur RTLTL (Real Time Linear Temporal Logic) erweitert werden. Untersuchungen ergaben, dass das Verfahren sehr effizient und skalierbar ist. Das entstandene Testautomatisierungswerkzeug ECU-TEST und die entwickelten Methoden waren die Initialzündung für die TU Dresden-Ausgründung TraceTronic GmbH (www.tracetronic.de), die sich inzwischen zu einem stark wachsendem Unternehmen mit über 20 Mitarbeitern entwickelt hat. Basierend auf Erkenntnissen dieser Arbeit wurde das BMBF-Verbundforschungsprojekt: "Erweiterte Traceanalyse in Test und Diagnose" initiiert. < zurück |
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