Fault injection approach towards dependability analysis in real time operating systems

• Autorzy: Gawkowski P. , Grochowski K. , Pisarczyk P.

Warianty tytułu

PL

Symulacja błędów w analizie wiarygodności w systemach czasu rzeczywistego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the fault injection approach applicable for dependability evaluation of real-time systems. The developed fault injection environment, called InBochs, is based on modified system emulator Bochs. It is highly flexible in terms of fault specification and results observability reflecting in rich feedback information for a target system developer. The low overhead of the InBochs fulfills tight requirements for RT-system evaluation testbeds. The paper describes the methodology of dependability evaluation basing on an exemplary process control task.

PL

Wszechobecność systemów wbudowanych i czasu rzeczywistego niesie za sobą potrzebę analizy ich wiarygodności. Dotyczy to nie tylko systemów w zastosowaniach krytycznych (jak aeronautyka, czy sterowanie procesów przemysłowych), gdzie głównym aspektem jest bezpieczeństwo, ale także popularnych urządzeń życia codziennego, od których użytkownicy również oczekują określonego poziomu niezawodności i dostępności. Niezbędna jest więc analiza odporności systemów na różnego rodzaju zakłócenia, m.in. na rosnące niebezpieczeństwo zakłóceń przemijających w systemie cyfrowym, w szczególności tzw. SEU (ang. Single Event Upsets [1], efektem których mogą być przekłamania wartości logicznych w elementach pamięci). Omówiono szereg aspektów analizy eksperymentalnej przy wykorzystaniu techniki programowej symulacji błędów w kontekście badań systemów czasu rzeczywistego oraz przedstawiono system InBochs, który może być zastosowany m.in. do eksperymentalnej analizy wiarygodności systemów wbudowanych oraz czasu rzeczywistego. Bazuje on na programowym emulatorze systemu komputerowego Bochs [5]. Spośród innych rozwiązań ([2] i referencje) InBochs umożliwia m.in. abstrakcję czasu ukrywającą narzuty symulatora oraz język skryptowy symulacji błędów. Jego praktyczna użyteczność została potwierdzona eksperymentami dla dwóch różnych systemów czasu rzeczywistego (RTAI [7, 9] oraz Phoenix [8]) realizujących zadanie sterownika GPC w wersji analitycznej dla procesu reaktora chemicznego (opis w [6] i referencje).

Słowa kluczowe

EN

dependability analysis; real-time systems; embedded system; fault injection

PL

analiza wiarygodności; systemy czasu rzeczywistego; systemy wbudowane; symulacja błędów

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2011
• Tom: R. 57, nr 8
• Strony: 830--832
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys.

Twórcy

autor

Gawkowski P.

autor

Grochowski K.

autor

Pisarczyk P.

• Instytut Informatyki, Politechnika Warszawska, ul. Nowowiejska 15/19, 00-665 Warszawa,

Bibliografia

• [1] Baumann R. C.: Radiation-induced soft errors in advanced semiconductor technologies. IEEE Trans. Device Mater. Reliab. 5, 305-316, 2005.
• [2] Cabodi G., Murciano M., Violante M.: Boosting software fault injection for dependability analysis of real-time embedded applications, ACM Trans. On Embedded Computing Systems. ACM, Vol. 10, No. 2, December 2010.
• [3] Gawkowski P., Sosnowski J.: Analysing system susceptibility to faults with simulation tools. Annales UMCS Informatica AI 4, ISSN 1732-1360, pp. 123-134, Lublin-Polonia, 2006.
• [4] Sosnowski J., Gawkowski P., Lesiak A.: Fault injection stress strategies in dependability analysis. Control and Cybernetics, Vol. 33, No. 4, pp. 679-699, 2004.
• [5] The Bochs project homepage, http://bochs.sourceforge.net/
• [6] Gawkowski P., Ławryńczuk M., Marusak P., Tatjewski P., Sosnowski J.: Dependability comparison of explicit and numerical GPC algorithms. In M. Iskander et al. (Eds.), Technological Developments in Education and Automation, Springer Science+Business Media B. V., pp. 419-424, 2010.
• [7] RTAI, Real Time Application Interface, https://www.rtai.org/
• [8] Phoenix homepage, http://www.phoenix-rtos.com
• [9] Adeos, http://home.gna.org/adeos/