Ключевой проблемой процесса отладки программного обеспечения (ПО) бортовой вычислительной системы для автоматизированных систем управления является отсутствие физических (технологических) образцов приборов бортового комплекса управления на ранних этапах разработки. Это ограничивает возможности полноценного тестирования, приводит к выявлению ошибок на поздних стадиях разработки, существенному увеличению сроков и стоимости проекта. В работе для решения данной проблемы предложена проектная концепция аппаратно-программного комплекса (АПК). В основу методологии положено объединение этапов отработки ПО в единую технологию, включающую в себя сегмент отладки переносимого ПО и сегмент отладки на программном имитаторе целевой машины. Ключевым элементом АПК является внедрение математической модели внешней среды, модели приборных средств и системы обработки данных. Для обеспечения взаимодействия компонентов разработан специализированный DLL-модуль, осуществляющий двустороннюю транспортировку сообщений по сети. В результате исследования разработана архитектура АПК, позволяющая проводить комплексную отладку ПО бортовой вычислительной системы в условиях, максимально приближенных к реальным, независимо от наличия технологических образцов аппаратуры. Комплекс обеспечивает возможность детального анализа работы системы, моделирования нештатных ситуаций и «прокрутки» протяженных сеансов с сохранением и восстановлением состояния. Предложенная концепция АПК позволяет существенно повысить надежность и качество ПО бортовой вычислительной системы за счет комплексного подхода к тестированию и отладке. Результаты работы представляют практическую значимость при разработке ПО для космических технологий.
Трифонов Сергей Александрович
Национальный исследовательский университет «МИЭТ», Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1; АО «НПО Лавочкина», Россия, 141402, г. Химки, Ленинградская ул., 24
Щагин Анатолий Васильевич
Национальный исследовательский университет «МИЭТ», Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1
1. Пичкалев А. В. Наземный отладочный комплекс бортовой радиоэлектронной аппаратуры. In: Решетневские чтения: материалы XIV Междунар. науч. конф. (10–12 нояб. 2010). Красноярск: Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т; 2010, ч. 2, с. 515–516. EDN: UNKLCD.
Pichkalev A. V. The terrestrial debugging complex for on-board radio-electronic equipment. In: Reshetnevskie chteniya: proc. of 14th International sci. conf. (Nov. 10–12, 2010). Krasnoyarsk: Reshetnev Sib. State Univ. of Sci. and Technol.; 2010, pt. 2, pp. 515–516. (In Russ.).
2. Гусев Е. В., Стефанцов А. В. Технология разработки надежного программного обеспечения. Наноиндустрия. 2018;(S(82)):167–168. https://doi.org/10.22184/1993-8578.2018.82.167.168. EDN: XQVMBF.
Gusev E. V., Stefantsov A. V. Reliable software development technology. Nanoindustriya = Nanoindustry. 2018;(S(82)):167–168. (In Russ.). https://doi.org/10.22184/1993-8578.2018.82.167.168
3. ГОСТ Р 52070–2003. Интерфейс магистральный последовательный системы электронных модулей. Общие требования. М.: Изд-во стандартов; 2003. iii, 23 с.
GOST R 52070–2003. Bus serial interface of electronic modules system. General requirements. Moscow: Izd-vo standartov Publ.; 2003. iii, 23 p. (In Russ.).
4. Брехов О. М., Корнеенкова А. В. Особенности программной эмуляции семейства бортовых вычислительных машин с открытой системой команд. Труды МАИ. 2006;(25):10. EDN: ISVHEL.
Brekhov O. M., Korneenkova A. V. Features of program emulation of onboard digital computers with changeable commands’s system. Trudy MAI. 2006;(25):10. (In Russ.).
5. Komarov V. A., Semkin P. V. Development of interface module emulator architecture for spacecraft life support systems. Siberian Journal of Science and Technology. 2019;20(2):228–235. https://doi.org/10.31772/2587-6066-2019-20-2-228-235. EDN: DYWFMQ.
6. Максимов Н. В., Партыка Т. Л., Попов И. И. Архитектура ЭВМ и вычислительные системы. 5-е изд. М.: Форум; 2013. 510 с.
Maksimov N. V., Partyka T. L., Popov I. I. Computer architecture and computer networks. 5th ed. Moscow: Forum Publ.; 2013. 510 p. (In Russ.).
7. Липаев В. В. Отладка сложных программ: Методы, средства, технология. М.: Энергоатомиздат; 1993. 382 с.
Lipaev V. V. Debugging complex programs: Methods, techniques, technology. Moscow: Energoatomizdat Publ.; 1993. 382 p. (In Russ.).
8. Черкесов Г. Н. Методы и модели оценки живучести сложных систем. М.: Знание; 1987. 116 с.
Cherkesov G. N. Methods and models for assessing the survivability of complex systems. Moscow: Znanie Publ.; 1987. 116 p. (In Russ.).
9. Аверьянов А. В., Барановский А. М., Эсаулов К. А. Определение пределов аппаратной избыточности информационных управляющих систем. Изв. вузов. Приборостроение. 2014;57(3):23–26. EDN: RZDHOX.
Averianov A. V., Baranovsky A. M., Esaulov K. A. Determination of hardware redundancy limits of information control systems. Izv. vuzov. Priborostroenie = Journal of Instrument Engineering. 2014;57(3):23–26. (In Russ.).
10. Кульба В. В., Микрин Е. А., Павлов Б. В., Сомов С. К. Технология комплексной отработки программного обеспечения бортовых систем космических аппаратов. Автомат. и телемех. 2023;(10):48–58. https://doi.org/10.31857/S0005231023100057. EDN: YEDKZJ.
Kul’ba V. V., Mikrin E. A., Pavlov B. V., Somov S. K. A comprehensive software verification technology for onboard control systems of spacecraft. Autom. Remote Control. 2023;84(10):1047–1054. https://doi.org/10.1134/S0005117923100065
11. Lomaev Yu. S., Ivanov I. A., Tolstykh A. V., Islent’ev E. V. Applying software-mathematical models of onboard equipment to develop onboard software. Siberian Journal of Science and Technology. 2019;20(2):166–173. https://doi.org/10.31772/2587-6066-2019-20-2-166-173. EDN: WPLZQC.