故障注入测试（Fault Injection Test）评价类型说明

这周新一篇技术文章来袭，上周我们对故障注入测试（Fault Injection Test）方法进行了初步的了解，本周要分享的技术文章是《故障注入测试（Fault Injection Test）评价类型说明》，将针对故障注入测试进行更深层的说明。

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故障注入测试是指在系统正常运转期间，强制注入人为的系统缺陷，检测测试系统对异常情况的反应（强韧性）的方法。在上一篇的技术文章中我们已经介绍了故障注入测试的基本信息，本次将对故障注入测试评价类型进行说明。

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故障注入测试的评价类型大致可分为输入/输出功能安全评价和控制功能安全评价。 输入/输出功能安全评价是针对输入/输出数据时可能发生的Fault进行评价的方法；控制功能安全评价是对控制器工作时可能出现的缺陷（Teak, memory等）进行评价的方法。 下面我们来详细了解一下这两种评价方法。

输入/输出功能安全评价

1.Filtering

Filtering方法是确认输入的信号在一定时间内是否保持特定值的一种方法。通过观察输入信号变化的方法，来确认在测试时定义的数据是否正常输入，提取持续输入的数据的平均值，并将输入的值依次与之前的值作比较。如果维持比较的数据，则反映维持值，并可用于控制运算。此时，通过Filtering方法暂时输入的数据与持续输入的数据相异时，会将此数据视为错误并忽略。通过Filtering技术进行故障注入测试时，可检测此错误，从而免受暂时输入的非正常数据的影响，以确保控制器系统的安全性。

2.Complementary Data R/W

这是一种为了检测出因内存区域错误导致数据产生变化的方法。由于外部因素导致内存区域发生变形时，与特定区域相邻的内存区域的数据会受损。为感知这一现象，通过检查存储在不同内存空间内的数据和补充值，可以确认数据的完整性。 内存的错误在任何地方都可能发生，但如果用于运算的输入数据受损，则可能会对控制器动作造成严重错误，因此要在数据传入阶段应用此方法进行验证。评估确认是否对超出输入或输出数据范围的数据进Range Check检测。

控制功能安全评价

1.Preiodic Task Check

这是为了检测以一定周期执行的任务的驱动顺序错误而采取的方法。将任务在规定执行时间之前执行时定义为任务过度执行，任务执行时间超出设计时考虑的标准时，将其定义为任务执行延迟。这样的任务执行错误是通过watchdog功能感知到的，Watchdog对每个周期执行的任务进行监视，如果感知到比周期更频繁执行或超出执行时间的任务，则通过OS内部定义的错误处理函数进行相应错误内容的处理。脱离周期的任务对整个系统产生严重影响时，应通过系统Reset进行处理，其影响仅限于发生错误的任务时，可仅对相应任务进行Reset，恢复其功能。通过Preiodic Task Check方法，在故障注入测试中可延长任务的执行时间或制造过度执行的情况，从而评价系统能否正常感知。

2.RAM、ROM ECC(Error Check and Correct) Check

检查用户以读/写访问内存区域的值是否被改变为与存储值不同的值。此时如果因感知错误而发生1bit变更或2bit变更，则根据各MCU的ECC处理方式复原bit或告知用户错误。用于车载控制器的MCU发生1bit变更时可自行恢复bit，2bit发生变更时可告知用户存在错误，以便对感知的错误进行reset等处理。通过RAM、ROM ECC(Error Check and Correct) Check方法，在故障注入测试中发生此类问题时，可感知并评价ECC Check 功能是否正常工作。

3. 堆栈监控

在执行时间内，检查system是否超过设计的堆栈区域使用的方法。在故障注入测试中，在给定的堆栈区域中分配最大值，发生溢出时，评价是否正常感知及处理。通过堆栈监控方法，在故障注入测试中堆栈溢出时，可通过重置任务或OS来处理。

如今不论是对已体现的功能进行测试的方法，还是对可预见的缺陷提前预防的故障注入测试方法，大家的关注度都在日渐提高。
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