[发明专利]面向BIT软件测试的存储器故障注入方法及其模拟器

权利要求书

1.一种面向BIT软件测试的存储器故障注入的模拟器，将运行BIT软件的硬件电路板作为模拟对象，模拟器运行在宿主机上，BIT软件运行在目标机上，其特征在于，在模拟器中设置如下模块：正常功能模拟模块、故障行为模拟模块、故障注入模块、故障模型解析模块和外围交联环境仿真模块；

正常功能模拟模块实现了对存储器的正常功能模拟，包括模拟存储单元的存储功能，以及处理器对存储器的正常读写访问功能；具体实现对存储器的正常功能模拟的方法是：在宿主机的内存中动态申请指定大小的内存空间，并对申请的内存空间进行分页处理，作为客户机的物理内存，实现RAM的正常存储功能，对申请的内存空间进行属性设置，RAM设置为可读可写，并通过二级转换表实现客户机物理地址到宿主机地址的映射，从而模拟地址译码功能，处理器通过查找二级转换表来实现对相应的存储单元的读写访问；与模拟RAM的方法类似模拟ROM的存储以及访问，不同在于，将模拟ROM的内存空间的属性设置为只读模式，将ROM的内容存储在文件里，当需要读取ROM时，先将文件内容载入ROM内存空间再进行访问；对FLASH的功能模拟中，对启动FLASH的模拟方法，与ROM的模拟方法相同，对于应用FLASH的模拟方法，在ROM模拟方法的实现基础上，对申请的内存空间添加可写属性以及相应的读写访问函数和擦除操作函数，并在处理器访问结束后将存储空间里的内容写入文件，以实现FLASH可读可写且断电后数据不丢失的功能；

故障建模及模型解析模块，首先对要注入的各故障采用XML语言进行故障建模，描述每个故障的故障元器件、故障位置、故障模式、故障参数、故障触发方式以及故障时间，生成XML故障序列，然后对XML故障序列进行解析，得到采用C语言表示的模拟器识别的故障序列，所解析得到的故障序列，采用链地址法的哈希表数据结构存储，以故障模式作为哈希关键字，同一故障模式的待注入故障构成单向链表结构；

故障注入模块接收故障建模及模型解析模块解析得到的故障序列，在模拟器运行遇到某个故障观察点时被调用，故障注入模块在当前测试的故障序列中，查找具备触发条件的，且与当前故障观察点对应的故障模式相匹配的故障，如果查找到相应的故障，则注入相应的故障；

故障行为模拟模块根据存储器故障发生的行为表现，构造相应的故障模拟函数以模拟存储故障行为，在触发了某个故障后调用相应的故障模拟函数执行；

外围交联环境仿真模块用于模拟外围环境激励与模拟器的响应，以及模拟模拟器对外的输入和输出。

2.根据权利要求1所述的模拟器，其特征在于，所述的故障行为模拟模块，其通过故障模拟函数实现故障行为模拟，针对不同故障，故障模拟函数的实现方法是：

（1）存储单元中所有与位值出错有关的故障：产生相应的故障掩码与指定存储地址正常值作与/或/异或操作，之后写回发生故障的存储地址，造成数据错误；

（2）对存储单元阵列的多重访问故障：读操作时通过额外指定访问地址对故障单元进行读操作，将读出的数据进行与/或操作后，作为返回给处理器的逻辑值；写操作时，主动调用读写函数对其他故障地址单元进行同数值写操作；

（3）开路故障：在处理器访问存储器函数中添加故障匹配以及故障实现语句，根据地址条件匹配，当触发该故障时，调用故障实现语句，使访问函数返回值为空，实现无法访问的故障；

（4）FLASH的存储耐久故障以及数据保持故障：在处理器访问FLASH函数中添加故障匹配语句以及故障实现语句，当触发该故障时，调用故障实现语句，使访问函数返回错误或异常结果，从而模拟该存储单元失效，不能正常进行擦除以及读写操作；

（5）地址译码器故障：当处理器对某地址进行访问时，对该地址值进行修改后，再对修改后的地址进行访问，从而实现错误地址访问故障；对于多重选择故障，通过额外调用读写操作函数，将读出的数据进行与操作或者或操作后作为返回给处理器的逻辑值；对于没有选中任何地址故障，则在对二级转换表进行查询时通过调用故障实现语句，使得其地址返回值为空，从而实现无地址选中故障；对于多个地址选中同一个地址故障，则根据故障模型，在对其他地址进行访问时，将其地址值修改为故障访问地址后再进行访问操作。