[发明专利]一种实时捕获嵌入式软件长时间运行漏洞的系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及捕获软件运行漏洞的技术，特别属于关于嵌入式软件长时间运行后出现漏洞的捕获方法。

背景技术

嵌入式系统是一种“完全嵌入受控器件内部，为特定应用而设计的专用计算机系统”，根据英国电器工程协会的定义，嵌入式系统为控制、监视或辅助设备、机器或用于工厂运作的设备。与个人计算机这样的通用计算机系统不同，嵌入式系统通常执行的是带有特定要求的预先定义的任务。其核心是由一个或几个预先编程好以用来执行少数几项任务的微处理器或者单片机组成。与通用计算机能够运行用户选择的软件不同，嵌入式系统上的软件通常是暂时不变的，所以经常称为“固件”。而“固件”经常是需要长时间运行的，对于实时系统而言，长时间运行时的准确性无疑是最重要的，因此需要一种方法能够监测长时间运行时出现的漏洞，并将它提示出来而不影响后续运行的准确性和连续性。

现有技术中，还未有对嵌入式系统本身传输漏洞的检测系统，本发明填补了嵌入式系统运行漏洞检测方面的空白。

发明内容

本发明的发明目的在于提供一种实时捕获嵌入式软件长时间运行漏洞的系统，能测量高速(最高达36Mbps)、长距离(最长达4米)运行的嵌入式软件漏洞，确保系统稳定可靠的运行，提高采集数据的准确性。能够发现因嵌入式软件漏洞而造成的采集数据的异常，提高系统的运行效率。

本发明的发明目的通过以下技术方案实现：

本发明包括与被测嵌入式系统相连接的通信接口处理板，置于工作站内部并依次连接的通信转换电路板、高速IO卡、数据分析模块、数据显示模块；通信接口处理板主要将来自被测嵌入式系统的并行数据转换为串行数据，然后通过串行通讯电缆送至工作站组件内部的通信转换电路板；通信转换电路板用于将从通信接口处理板处接收到的串行数据转换为并行数据并发至高速IO卡；高速IO卡用于接收并行数据并将其存入RAM中，高速IO卡通过DMA模式将RAM中的数据通过串口传输至数据分析模块；数据分析模块用于将接收到的数据进行分析、存储，绘制分析图实时显示或通过存储的数据进行回放；数据显示模块用于通过将数据分析模块绘制的分析图进行实时显示或通过存储的数据进行回放实现漏洞的发现。

本发明的有益效果是不仅能完成高速数据的采集，而且能通过采集的数据发现嵌入式软件长时间运行时出现的漏洞。多重缓冲堆栈线程是一个独立的循环线程，可让监控程序长时间运行而不影响主程序操作，而多重缓冲堆栈也可以防止因堆栈溢出等异常造成的数据错漏包问题。采用二进制文件的存储方式可以用最快的速度将数据写入工作站硬盘，避免因存储速度慢造成存储数据的失实。

附图说明

图1是本发明一种实时捕获嵌入式软件长时间运行漏洞的系统的系统结构图；

图2是本发明中通信接口处理板的结构图；

图3是本发明中通信转换电路板的结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，包括一块通信接口处理板、通信转换电路板(置于工作站内部)、高速IO卡(置于工作站内部)、4根连接电缆以及工作站数据分析软件、数据显示模块(软件)。将通信转换电路板和高速IO卡插在工作站的PCI插槽上，两者之间使用100芯的专用电缆连接。使用RS-232串口连接线连接高速IO卡的串口与工作站串口。使用20芯的数据排线连接被测嵌入式系统和通信接口处理板，使用另外2条多芯连接器电缆按接口标识连接通信接口处理板和通信转换电路板。通信接口处理板和通信转换电路板是为本发明专门设计的。

如图2所示，通信接口处理板采用并行数据接收，串行数据传输的方式，它可以接收4种类型的数组组合以及数据帧发送频率。并行数据先经第一控制器进行数据接收，接收后仍以并行通讯方式发送给并行转串行模块，再经并行转串行模块转化为高速串行差分信号，转化后的高速串行差分信号经高速驱动模块驱动后远程传输。

如图3所示，通信转换电路板接收通信接口处理板转发数据，并转发存储至数据分析模块，它可连续存储1小时数据，支持至少4米的传输距离。通信转换电路板主要包含第二控制器、均衡模块和串行转并行模块。均衡模块采用了自适应电缆均衡器对接收的串行数据信号进行均衡，经串行转并行模块转化为并行数据后发送给高速IO卡。

高速IO卡采用凌华的PCIe-7300A。

启动工作站，将通信接口处理板的扳扭开关置于“ON”位置，此时通信接口处理板电源指示灯(D1)红色亮起，表明被测系统处于待测试状态。按照下述步骤进行测试：

步骤1)通信接口处理板并行接收被测嵌入式系统的原始数据；