干貨 | 汽車功能安全軟件安全測試方法

點擊次數：2136 更新時間：2023-02-06

近年來，智能網聯汽車行業已經進入飛速發展的軌道，“軟件定義汽車"已經成為業內人士的共識，同時也將面臨著功能安全、網絡安全等多重挑戰。本文通過對相關標準中測試要求的介紹，探討汽車功能安全測試的測試方法。

軟件安全測試內容及方法

根據軟件開發V模型，軟件安全詳細設計完成之后，需要進行相應的軟件驗證，集成及測試等內容，即V模型右邊內容，具體包括：軟件單元測試，軟件集成和測試，軟件安全要求驗證。具體如下圖所示：

軟件安全驗證方法

ISO 26262-6:2018針對軟件單元驗證、集成驗證、嵌入式軟件驗證這三部分內容分別進行了闡述，并根據不同的ASIL等級對其驗證方法進行推薦：

上面列舉的三類測試，雖然它們屬于軟件開發V模型不同測試層級，但很多測試方法是共通的，例如基于需求的測試、接口測試、故障注入測試等等。

為更好地理解，我們可以從測試類型的角度，將以上測試方法分為：

• 靜態分析(Static Analysis)

• 動態分析(Dynamic Analysis)

對于功能安全軟件安全測試、軟件單元驗證、集成驗證、嵌入式軟件驗證對應測試類型如下：

• 單元驗證：靜態分析 + 動態分析，靜態為主

• 集成驗證：靜態分析 + 動態分析，動態為主

• 嵌入式軟件驗證：動態分析

下面，對于靜態分析和動態分析進行詳細說明：

靜態分析

靜態測試屬于最基本的測試，是指不用執行程序的測試，它主要采取代碼走查、技術評審、代碼審查等方法對軟件產品進行測試，主要包括以下內容：

軟件/代碼是否滿足相關質量標準？

─ 走查，結對編程，檢查

─ 控制流分析

─ 數據流分析

─ 靜態代碼分析

除不同類型的人為分析檢查外，靜態分析最重要內容為靜態代碼分析，主要目的是檢查代碼編寫是否符合特定的編程規則。對于大部分車輛控制器代碼而言，靜態代碼分析，即C代碼靜態分析(如果基于模型開發，則是自動生成的代碼)，主要是保證代碼滿足MISRA C(Motor Industry Software Reliability Association, 汽車工業軟件可靠性協會)相關的要求。

靜態代碼分析一般可以直接采用自動化檢測軟件，例如SIMULINK、 Model Advisor; Vector、 VectorCAST; Perforce、Helix QAC等，通過配置代碼檢測規則，然后導入源文件進行自動化分析，如果不滿足相關要求，則需要對代碼進行修改，直至滿足為止。

動態分析

動態分析是指實際運行程序，并通過觀察程序運行的實際結果來發現錯誤的軟件測試技術，它包括了以下幾個方面：

①軟件/代碼是否做了它應該做的?

─ 基于需求測試─ 接口測試─ 背靠背測試

②軟件/代碼是否做了它不應該做的?

─ 魯棒性測試

③軟件/代碼是否足夠?

─ 結構覆蓋性測試

重要的動態測試包括：

【基于需求測試】

基于分配的安全需求和測試環境，制定安全測試用例，測試用例一般包括5個關鍵參數，即: 初始狀態或前提條件，數據設置、輸入、預期輸出、實際輸出。