7、边界扫描与软件故障注入技术在系统验证中的应用

边界扫描与软件故障注入技术在系统验证中的应用

在当今的软件和硬件系统开发中，确保系统的可靠性、可用性、安全性和稳定性至关重要。故障注入技术作为一种有效的验证手段，被广泛应用于评估系统的容错能力和错误处理机制。本文将介绍边界扫描技术在故障注入实验中的应用，以及一种用于验证面向对象数据库管理系统（ODBMS）的软件故障注入策略。

边界扫描技术在故障注入中的应用

边界扫描技术由 IEEE 1149.1 标准定义，在故障注入实验中，该标准规定的边界扫描基础设施单独使用时，无法满足故障注入活动的要求。不过，通过对测试基础设施进行一些修改，并集成片上调试（OCD）功能，可以取得显著的成果。

故障注入流程

故障注入的实现依赖于多个测试数据寄存器，这些寄存器覆盖了缓存、通用寄存器文件和调试寄存器。注入故障的触发条件通过对 IEEE 1149.1 可用的断点寄存器进行编程来设置。当断点条件满足时，工作负载的执行停止，开始进行故障注入。具体步骤如下：
1. 读取所有扫描链的内容。
2. 根据故障模型对相应的位进行取反操作。
3. 将注入故障后的扫描链内容写回 CPU。
注入故障后，处理器从停止的位置继续执行，直到满足终止条件（如工作负载完成、检测到错误或超时）。此时，通过 BScan 读取 3032 个内部状态元素，记录系统状态。

触发支持与同步挑战的解决

触发支持和测试/系统逻辑同步的挑战并非直接通过 IEEE 1149.1 标准机制解决，而是借助 Thor 提供的基于 IEEE 1149.1 的 OCD 支持。这种方案避免了一些在其他方案中存在的问题，但也带来了新的需求：故障注入工具需要一