[发明专利]一种支持软、硬件故障注入与表决的容错验证系统及方法

权利要求书

1.一种支持软、硬件故障注入与表决的容错验证系统，其特征在于，包括故障注入管理软件、电源管理模块、故障注入设备、仿真设备及实体设备；

故障注入管理软件通过电源管理模块对故障注入设备、仿真设备及实体设备上的电源控制；

故障注入管理软件向故障注入设备进行故障指令的发送；

故障注入管理软件接收故障注入设备采集到的实体设备或仿真设备的故障注入后的输出结果并处理，并对故障注入设备预判结果进行比对和分析，将比对结果存入数据库中；

故障注入设备通过IO数据电缆向仿真设备或实体设备注入硬件故障，以及通过总线数据电缆向仿真设备或实体设备注入软件故障；

电源管理模块用于故障注入设备、防真设备及实体设备的电源供电及供电控制；

仿真设备可部分/全部的实现实体设备的功能，以通过仿真设备替代实体设备进行故障注入测试；

实体设备为故障注入及测试的主体设备。

2.根据权利要求1所述的支持软、硬件故障注入与表决的容错验证系统，其特征在于，故障注入管理软件采用关系型数据库，通过关系型数据库保存向故障注入设备故障注入过程的数据包括故障的定义、故障的实现执行和故障的比对和结果分析。

3.根据权利要求1所述的支持软、硬件故障注入与表决的容错验证系统，其特征在于，故障注入设备包括插接于工控机箱内的故障注入与表决板、接口板，且故障注入与表决板与接口板以PCIe板卡的形式插接于工控机箱内；

实现实体设备或仿真设备中单机故障、通信故障和电路故障的硬件模拟注入以及总线状态抓取，并支持物理层、协议层的故障注入控制；

故障注入设备的硬件部分负责OC指令信号输出和实体设备的状态采集；

可实现单机硬件故障、总线载荷异常故障和电路故障等的硬件模拟注入；

故障注入设备的软件部分控制故障有序输出、故障模式的配置和生成；

可实现单机软件故障、通信数据故障等的软件模拟注入。

4.根据权利要求1所述的支持软、硬件故障注入与表决的容错验证系统，其特征在于，故障注入设备中的硬件故障注入包括通过故障注入与表决板与接口板注入模拟的电源短路、对地短路、开路、两个信号之间的短路、连接松动及漏电故障。

5.根据权利要求1所述的支持软、硬件故障注入与表决的容错验证系统，其特征在于，故障注入设备中的软件故障注入包括模拟并向实体设备或仿真设备注入总线物理层、协议层、软件层的故障；包括但不限于模拟总线传输过程中的校验类、字长短、字间隔故障。

6.根据权利要求1所述的支持软、硬件故障注入与表决的容错验证系统，其特征在于，故障注入与表决板通过由SRAM型FPGA产生三机交换和表决逻辑，通过板载SoC处理器注入故障；

故障注入与表决板包括：

根据权利要求1所述的支持软、硬件故障注入与表决的容错验证系统，其特征在于，故障注入与表决板包括：

故障注入主控模块，其在板载SoC处理器中运行，且根据测试需求控制故障注入以及测试结果的比对；

交换逻辑模块，其包括交换故障注入和三机交换逻辑，其依据三机交换协议规定，在三机交换逻辑中注入特定的故障，以实现协议及物理层的故障注入，模拟三机交换的故障；

表决逻辑模块，其包括表决故障注入和三机表决逻辑，在三机表决电路中实施物理层的故障注入，模拟表决接口电路故障、表决逻辑故障，生成相应故障模式，并注入到FPGA；

表决执行模块，其包括注入软件生成模块、注入结果比对模块、表决执行等效器；

注入软件生成模块根据验证需求生成故障注入向量，以触发内核模拟单机故障；

表决执行模块接受来自三机判决所需的信息，并由接口板的遥控终端OC指令模块输出表决控制权及切时钟源控制信号，以实现模拟表决权的输出以及对表决数据的采集和计算；

注入结果比对模块对故障注入设备预判结果比对和预处理。