УНИВЕРСАЛЬНАЯ СИСТЕМА ТЕСТИРОВАНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ
, ,
НОУ Институт информационных технологий «Сегрис», Санкт-Петербург
Тел.: (8, , e-mail: *****@***ru
В настоящее время все большее количество российских предприятий в своих АСУТП используют оборудование и комплектующие иностранных производителей. Сложившаяся ситуация обусловлена отсутствием отечественных аналогов и их низкой конкурентоспособностью. При установке импортного оборудования в системах, имеющих жесткие требования к надежности используемых компонентов, возникает необходимость в подтверждении заявленных изготовителями эксплуатационных характеристик. Следовательно, является актуальной разработка средств и методик осуществления входного контроля. Для решения этой задачи была проанализирована деятельность по проведению испытаний подобных устройств за последние девять лет.
В результате анализа существующего спроса на оборудование, подлежащее входному контролю, был сделан вывод о несоизмеримости номенклатуры поставляемых устройств с объемами поставок. Как правило, количество закупаемых устройств одного наименования невелико и редко достигает нескольких десятков штук. Таким образом, разработка средств и методик входного контроля для каждого наименования является экономически нецелесообразной. Такой же вывод можно сделать и о возможности создания универсальной системы тестирования, способной подстраиваться под конкретное устройство. Следовательно, необходима разработка таких универсальных методов, которые бы позволили осуществить контроль работоспособности и заявленных эксплуатационных характеристик максимальной номенклатуры устройств и входящих в их состав компонент.
В настоящем докладе представлен комплекс технических средств для проведения входного контроля PC-совместимых электронных компонентов иностранного производства, предназначенных для использования в составе АСУТП. Комплекс разработан с целью тестирования указанных устройств на соответствие требованиям российских государственных стандартов и паспортным характеристикам.
Для решения поставленной задачи выполнена классификация возможных направлений и объектов тестирования. Была определена следующая последовательность проверок:
– проверка конструктивных параметров устройства;
– проверка функционирования устройства и входящих в его состав узлов;
– проведение механических и климатических испытаний на соответствие российским государственным стандартам, в случае если они не противоречат эксплуатационным характеристикам устройства с одновременной или последующей повторной проверкой функционирования устройства.
При анализе физических параметров устройства и его конструктивной целостности осуществляется визуальный контроль возможных повреждений, а также проверка на соответствие заявленным массо-габаритным параметрам.
Проведение механических и климатических испытаний осуществляется на специально предназначенном оборудовании. В случае успешных испытаний, в том числе повторной проверки функционирования, делается вывод о соответствии устройства государственным стандартам.
Проверка конструктивных, климатических и механических параметров осуществляется на специальном оборудовании. Она не является объектом рассмотрения настоящего доклада и эффективно проводится соответствующими организациями.
Проверка функционирования является наименее определенным этапом входного контроля вследствие следующих причин:
– большого числа узлов входящих в состав устройства;
– трудоемкости проверки некоторых узлов из-за отсутствия соответствующих методик, некоторые из которых могут являться объектами самостоятельных научных исследовании;
– широкой номенклатуры устройств, следовательно, необходимости разработки методик и средств для каждого наименования устройства отдельно.
Описанные причины позволяют сделать вывод о высокой стоимости соответствующих исследований. В большинстве случаев разработка специальных средств тестирования каждого узла, входящего в состав устройства, является неоправданной. Целесообразной является проверка тех компонент, которые более всего подвержены дефектам. Стоимость работ может быть снижена за счет использования средств тестирования являющихся стандартами де-факто на рынке программного обеспечения, например такие системные тесты как: PCCHECK, Checkit и др. Разработка универсальной системы тестирования, пригодной для проверки любого устройства, не представляется целесообразной по следующим причинам:
– объем работ, который должен быть выполнен при разработке комплекса, содержащего индивидуальный набор тестов для каждого устройства, потребует больших расходов на содержание штата разработчиков и координации работ, в случае же ограниченного штата разработчиков первостепенную важность приобретает фактор времени, что чревато устареванием такой универсальной системы тестирования еще на стадии разработки;
– сложность написания тестовых, программ носящих универсальный характер в пределах классов устройств, так как устройства с аналогичной функциональностью и одинаковыми условиями эксплуатации разных фирм-производителей значительно различаются программными интерфейсами.
Актуальность разработки средств и методик входного контроля не подлежит сомнению, равно как и непригодность бессистемного подхода к подобным разработкам. Ниже приводятся требования к системе тестирования, успешное выполнение которых позволяют в той или иной мере говорить об успешности разработки в целом.
– Вследствие принципиальных функциональных отличий устройств не имеет смысла разрабатывать монолитный программный комплекс. Оптимальной является разработка трехкомпонентной системы тестирования, что хорошо согласуется с приведенной выше классификацией объектов тестирования.
– Система должна предусматривать возможность различных изменений конфигурации: добавление или изъятия программных компонентов, изменения порядка и содержания тестов и др. то есть должна быть построена в соответствии с принципом модульности.
– Следует учитывать тот факт, что программные интерфейсы аналогичных устройств могут в значительной мере отличаться друг от друга, однако семейства устройств одного производителя в плане разработки тестового ПО имеют много общего. Таким образом, направление, в котором должна происходить универсализация системы – это создание тестовых модулей, ориентированных в первую очередь на принцип программной совместимости устройств одной фирмы, от которого поставщики средств для АСУТП стараются не отступать.
– В каждом из трех классов устройств необходимо выделить базовый набор компонентов, подлежащих тестированию. Содержание тестов для каждого из классов устройств различных фирм должно быть по возможности унифицировано (в той мере, в которой это допускает специфика устройств). В случае необходимости тестирования всех программно доступных компонентов устройства нужные тестовые модули разрабатываются отдельно и добавляются в систему.
– Успешной эксплуатации системы способствует поддержка архивов исходных кодов программных модулей, так как указанная совместимость в пределах семейств устройств и унификация содержимого тестов позволяет повторно использовать исходные тексты, что значительно снижает стоимость поддержки такой системы тестирования.
Для решения поставленной задачи проведена классификация объектов тестирования и определены способы их проверки. Можно выделить следующие основные группы устройств:
– процессорной обработки информации (процессорные платы);
– ввода/вывода аналоговой информации (платы АЦП/ЦАП);
– ввода/вывода дискретной информации (платы ДВВ).
В таблице представлены эти группы устройств с указанием возможных узлов входящих в их состав, а также способов проверки их функционирования.
Группы устройств | Объекты тестирования | Средства тестирования |
Устройства процессорной обработки информации | Центральный процессор | Стандартное ПО |
Оперативная память | Стандартное ПО | |
Внешняя память | Стандартное ПО | |
Другие IBM PC-совместимые компоненты | Стандартное ПО | |
Система Watchdog | Автономный программный модуль | |
Устройство ввода/вывода аналоговой информации | Аналого-цифровые преобразователи | Автономный программный модуль + задающее устройство |
Цифро-аналоговые преобразователи | Автономный программный модуль + измерительное устройство | |
Устройство ввода/вывода дискретной информации | Устройства вывода дискретной информации | Автономный программный модуль + измерительное устройство |
Устройства вывода дискретной информации | Автономный программный модуль + измерительное устройство |
Приведенная классификация показывает, что для тестирования IBM PC-совместимых компонентов рационально использовать стандартное программное обеспечение. Для проверки всех остальных классов устройств необходимо применять специально разработанные программные модули и дополнительное оборудование.
Можно сделать вывод, что разработка универсальной системы тестирования является выгодной с экономической точки зрения и перспективной с точки зрения расширения производства в том случае, если под универсальной системой тестирования понимать, прежде всего, гибкую, способную расширяться и эволюционировать систему.
