Модель верификации систем с ограниченными ресурсами

Abstract

RU: Актуальность. Рассмотрена задача верификации систем с ограниченными ресурсами. Ключевым моментом в разработке миникомпьютерных систем является их ограниченность в системных ресурсах, что приводит к ужесточению требований к конечным продуктам на их основе. Соответственно это ограничивает область их применения в критичных системах реального времени таких как оборонная промышленность или медицинские приложения. Поэтому разработка средств верификации миникомпьютерных систем для подтверждения их стабильного функционирования является актуальной задачей. Объектом исследования являлся процесс моделирования функционирования работы реконфигурируемых систем с ограниченными ресурсами. Цель работы – повышение надежности функционирования систем с ограниченными ресурсами с реконфигурируемыми компонентами за счет обеспечения целостности данных и автоматизации процесса верификации. Метод. Получена модель верификации систем с ограниченными ресурсами, основанная на модели верификации веб-ориентированных систем, которая позволяет описать компоненты верифицируемых объектов и способ обмена данными на основе динамической модели передачи данных. Модифицировано понятие «функциональная единица» за счет добавления не только программных, но и аппаратных блоков, что даёт возможность автоматизации тестирования данных элементов. Особенность данной модели заключается в том, что она учитывает результаты верификации устройств, подключенных к миникомпьютеры системам, и описывает оптимальный период считывания архивных файлов, что позволяет обеспечить актуальность и целостность результатов испытаний систем с ограниченными ресурсами. В качестве экспериментального образца была рассмотрена архитектура миникомпьютерной системы на основе Raspberry Pi. Результаты. Предложенная модель апробирована для удаленной лаборатории изучения надежности встроенных систем (ISRT). Выводы. В работе предложена модифицированная модель верификации систем с ограниченными ресурсами, которая в отличие от модели верификации веб-ориентированных систем, описывает адаптивную архитектуру встроенных систем и содержит период передачи результатов верификации во внешнее хранилище, что позволяет применять данную модель для различных конфигураций аппаратного обеспечения. UK: Актуальність. Розглянуто задачу верифікації систем з обмеженими ресурсами. Ключовим моментом в розробці мінікомпьютерних систем є їх обмеженість в системних ресурсах, що призводить до посилення вимог до кінцевих продуктів на їх основі. Відповідно це обмежує область їх застосування в критичних системах реального часу таких як оборонна промисловість або медичні програми. Тому розробка засобів верифікації мінікомпьютерних систем для підтвердження їх стабільного функціонування є актуальним завданням. Об’єктом дослідження був процес моделювання функціонування роботи реконфігурованих систем з обмеженими ресурсами. Мета роботи – підвищення надійності функціонування систем з обмеженими ресурсами з компонентами, що реконфігуруються, за рахунок забезпечення цілісності даних і автоматизації процесу верифікації. Метод. Отримано модель верифікації систем з обмеженими ресурсами, заснована на моделі верифікації веб-орієнтованих систем, яка дозволяє описати компоненти об’єктів верифікації і спосіб обміну даними на основі динамічної моделі передання даних. Модифіковано поняття «функціональна одиниця» за рахунок додавання не тільки програмних, але і апаратних блоків, що дозволяє автоматизації тестування даних елементів. Особливість даної моделі полягає в тому, що вона враховує результати верифікації пристроїв, підключених до мінікомп’ютерних систем, і описує оптимальний період зчитування архівних файлів, що дозволяє забезпечити актуальність і цілісність результатів випробувань систем з обмеженими ресурсами. В якості експериментального зразка була розглянута архітектура мінікомпьютерной системи на основі Raspberry Pi. Результати. Запропонована модель апробована для віддаленої лабораторії вивчення надійності вбудованих систем (ISRT). Висновки. В роботі запропонована модифікована модель верифікації систем з обмеженими ресурсами, яка на відміну від моделі верифікації веб-орієнтованих систем, описує адаптивну архітектуру вбудованих систем і містить період передачі результатів верифікації у зовнішнє сховище, що дозволяє застосовувати дану модель для різних конфігурацій апаратного забезпечення. EN: Context. In the article the task of systems with limited resources verification is considered. One of the challenges for implementation of concurrent minicomputer systems for implementations its in real products is high requirements to the limited hardware. As a result it course additional requirements for them and limited the sphere of their implementation especially in critical real-time systems in medicine or defense industry. That’s why development verification tools for minicomputer systems is actual task. The object of the research – the process of modelling of reconfiguring systems with limited resources functionality. Objective – to improve reliability of systems with limited resources by ensuring of data integrity and automating of the verification process. Method. The model of systems with limited resources verification based on the verification model of web-oriented systems is obtained, which describes the verified components of objects and the way of data exchange based on the dynamic model of data transmission. The concept of “functional unit” has been modified by adding hardware blocks, which makes it possible to automate the testing of these elements. The advantage of this model is that it collect results of verification of the devices connected to the minicomputers systems and describes the optimal period for reading archive files, which improve the relevance and integrity of test results for systems with limited resources. As a case study, the architecture of a minicomputer system based on Raspberry Pi was considered by the authors. Results. Developed model was applied for the verification of the remote laboratory for reliability tasks (ISRT). Conclusions. In the article the modified model for system with limited resources verification is suggested, which in contrast to web-oriented verification model describes adaptive architecture of the embedded systems and use model for data transition into the external storage, which make possible to implement this model for variety of hardware configurations.