“工欲善其事，必先利其器”，當(dāng)前軟件質(zhì)量度量與健壯性的問(wèn)題已經(jīng)成為了困擾我國(guó)儀器儀表行業(yè)質(zhì)量提升和產(chǎn)業(yè)升級(jí)過(guò)程面臨的一道短板。然而，軟件的質(zhì)量度量與健壯性提升的安全目標(biāo)，除了借助嚴(yán)謹(jǐn)?shù)捻?xiàng)目管理外，還需要通過(guò)嚴(yán)格分析、測(cè)試以及回歸才能得到實(shí)現(xiàn)。特別是在安全相關(guān)系統(tǒng)的研制指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)GB/T20438（IEC61508）中，已經(jīng)將靜態(tài)分析、安全語(yǔ)言子集等作為實(shí)現(xiàn)安全完整性等級(jí)（SIL）的必要測(cè)試項(xiàng)目。未來(lái)，軟測(cè)相關(guān)需求將在我國(guó)儀器儀表行業(yè)的發(fā)展過(guò)程中愈發(fā)凸顯。

儀綜所功能安全中心在多年從事儀器儀表可靠性研究的基礎(chǔ)上，通過(guò)不斷完善人才隊(duì)伍，引進(jìn)先進(jìn)測(cè)試工具，完善了實(shí)施條件，具備了軟件測(cè)試相關(guān)能力。在2019年先后為航天泰心、重慶川儀等一批儀器儀表企業(yè)的重點(diǎn)產(chǎn)品開(kāi)展了軟測(cè)工作。

該中心在代碼審查和代碼質(zhì)量度量實(shí)施過(guò)程中，結(jié)合測(cè)試工具對(duì)關(guān)鍵源代碼進(jìn)行掃描，并逐一分析，檢查代碼符合性以及邏輯正確性，同時(shí)進(jìn)行控制流分析、數(shù)據(jù)流分析、接口分析等靜態(tài)分析工作。在2019年先后為諾安環(huán)境的SNE808可燃?xì)怏w報(bào)警控制器、航天泰心的左心室輔助裝置控制器、重慶川儀HVP3X智能閥門定位器進(jìn)行了代碼審查，針對(duì)聲明與定義、類型轉(zhuǎn)換、表達(dá)式等21類軟件編程中的常見(jiàn)問(wèn)題，共提出源代碼與標(biāo)準(zhǔn)不符合項(xiàng)共計(jì)300余條，并針對(duì)部分單元代碼耦合度過(guò)高、圈復(fù)雜度過(guò)大的現(xiàn)象提出有針對(duì)性的修改建議。這些檢查結(jié)果與修改建議，將有利于開(kāi)發(fā)人員優(yōu)化軟件結(jié)構(gòu)，降低模塊復(fù)雜性，提高軟件的安全性、可靠性與健壯性。

圖1 LDRA Testbed工具測(cè)試報(bào)告展示

在完成靜態(tài)測(cè)試的基礎(chǔ)上，該中心進(jìn)一步開(kāi)展了軟件單元測(cè)試的工作。對(duì)軟件單元的功能、接口等進(jìn)行測(cè)試，采用等價(jià)類分析、邊界數(shù)據(jù)值等方法設(shè)計(jì)測(cè)試用例，根據(jù)代碼的重要等級(jí)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)句覆蓋或分支覆蓋，并整理測(cè)試結(jié)果，編寫測(cè)試報(bào)告。其中諾安的SNE808可燃?xì)怏w報(bào)警控制器中的主控板組件軟件、AI板組件軟件和繼電器輸出板組件軟件共設(shè)計(jì)并執(zhí)行完成測(cè)試用例1943條，提出12個(gè)單元測(cè)試問(wèn)題單，執(zhí)行回歸測(cè)試后問(wèn)題全部修復(fù)，最終完成測(cè)試并形成測(cè)試報(bào)告。

下圖為諾安的SNE808可燃?xì)怏w報(bào)警控制器軟件單元測(cè)試需求規(guī)格說(shuō)明、測(cè)試計(jì)劃、測(cè)試說(shuō)明、測(cè)試執(zhí)行記錄、測(cè)試問(wèn)題報(bào)告和測(cè)試報(bào)告文檔。

圖2 軟件測(cè)試技術(shù)文檔展示