4、嵌入式系统中非侵入式软件实现的故障注入技术

嵌入式系统中非侵入式软件实现的故障注入技术

1. Nexus标准特性概述

Nexus标准定义了一系列特性，并将其分为四个类别，每个Nexus类都是前一个类的超集。例如，Nexus 2类包含了Nexus 1类的特性，并提供了一些新特性。本文主要关注Nexus 3类的特性，但不会详细描述该类的所有特性，仅聚焦于理解故障注入技术所需的基本特性。

2. SWIFI技术的关键特性

2.1 可移植性

Nexus联盟的目标之一是规范通用调试接口，此接口能开发可在任何提供Nexus兼容端口的系统上运行的调试工具。遵循Nexus规范的工具或技术都能受益于这种可移植性。
我们的SWIFI技术仅利用Nexus提供的管理功能进行故障注入和观察目标系统活动，不依赖目标系统的特定特性，其规范仅基于Nexus标准核心定义的特性，不考虑扩展标准的现有提案，因此具有良好的可移植性，能表征任何Nexus兼容嵌入式系统在故障情况下的行为。

2.2 时间开销

多数SWIFI技术会引入可能改变被研究系统时间行为的开销，主要源于故障注入触发和所选系统内存位置的损坏计算。为解决此问题，我们提出使用Nexus的方法：
- 使用观察点触发故障注入 ：观察点是Nexus调试电路的一部分，用于在不停止应用程序执行的情况下发出应用程序事件信号。Nexus可定义两种应用程序事件：给定代码指令的执行和对预定数据存储字的访问，我们的方法根据这两种事件触发故障注入。
- 利用实时内存访问能力注入故障 ：通过利用Nexus电路的机制拦截代码和数据内存访问，可在应用程序使