聯合解決方案概述

隨著汽車電子、軌道交通、流程工業及工廠自動化等領域智能化發展進程不斷加快，工業嵌入式系統也面臨軟件代碼缺陷數量快速增長、安全威脅加速滲透、安全防范意識缺失等挑戰。在安全需求愈發嚴謹的當下，作為支撐工業操作系統、通信協議棧、組態軟件功能設計等內容的測試驗證軟件工具，目前仍有超 9 成比例被 Tessy、Testbed 等國外測試工具壟斷，對企業日常運維帶來安全隱患缺口。因此，加快形成自主可控的支撐工具、保障整個工業嵌入式系統的高可信需求已成為行業關注的重點。

為打造自主可控的工業軟件測試工具，有效保障工業軟件的安全性和可靠性，上海控安聯合飛騰公司與麒麟軟件，攻關推出基于飛騰CPU和銀河麒麟高級服務器操作系統V10的工業嵌入式測試軟件聯合解決方案。該方案不僅實現了汽車、交通及工業等領域工業嵌入式軟件研發降本增效的目標，也為軟件功能安全賦予了一套自主可控的“黃金甲”，滿足了行業標準及應用需求。

方案詳情

不同行業、領域的功能安全標準在不同等級下對覆蓋率的要求稍有不同，如汽車領域的 ISO-26262、工業領域的 IEC-61508 功能安全標準等，但是最高等級下都需要包含語句覆蓋率、分支覆蓋率和 MC/DC 覆蓋率。

另外工業軟件測試傳統做法是主要通過人工手動編寫測試用例，或通過隨機生成的方式進行輔助。這種方式無法快速達到語句、分支及 MC/DC 覆蓋率的 100% 覆蓋，且耗時費力。

上海控安與飛騰公司、麒麟軟件聯合構建的工業嵌入式測試軟件聯合解決方案，首次實現工業嵌入式智能化測試軟件（即 SmartRocket TestGrid）在國產基礎軟硬環境下的運行，有效提升了工業軟件的測試效率、降低了測試成本、保證了測試質量，賦能工業系統高可靠、高安全等級測試驗證需求。

整體架構圖

方案優勢

該方案打破了傳統的“手寫用例+測試工具”的測試方法，100% 滿足語句覆蓋、分支覆蓋和 MC/DC 覆蓋，實現測試用例自動生成，整個單元自動化測試。

· 零測試代碼：用戶無需額外編寫任何測試驅動代碼。工具可以自動分析測試接口，并以表格的形式將數據展開，用戶在進行用例修改和設計時，可以直接在表格中填寫。

· 一鍵測試：可以使用“一鍵測試”功能按鈕，點擊后會自動為被測試函數進行測試用例的生成與執行，執行結果在界面中可以看到。

· 安全認證：測試軟件工具獲得 TüV 南德的功能安全認證，工具、測試報告均符合功能安全標準要求，滿足 IEC 61508-3:2010、EN 50128：2011、ISO 26262-8:2018 等行業標準要求。

· 支持第三方集成：測試軟件工具支持 Eclipse IDE、Jenkins 等第三方集成。

該方案不僅能夠讓測試人員擺脫效率低下、質量參差不齊的手工測試用例編寫任務，還能提升測試效率，降低測試成本，有效保障工業軟件的安全應用。

方案應用場景

（1）應用場景

該方案主要適用于汽車電子、軌道交通和工業等行業領域：

· 汽車電子：汽車電子行業遵循 ISO26262 標準，部分工程需要達到 ASIL-D 安全等級要求。

· 軌道交通：如軌交信號系統測試中，需要根據不同的 SIL 等級來進行相應的單元測試。使用該聯合方案的軟件測試工具，可以極大地減少人力成本及時間成本。

· 工業領域：在過程自動化和工廠自動化等領域，各種安全裝置和系統需要 IEC61508 等標準的性能評估和要求。使用該聯合方案的軟件測試工具能夠自動進行工業軟件測試執行，幫助工業系統完成風險評估、SIL 等級評估和認證、功能安全測試等服務。

（2）技術特點

軟件測試工具采用前后端分離的 B/S 架構和支持并行任務調度的微服務架構，適配了面向未來的 SecDevOps 軟件開發流程。在功能架構上采用靈活統一的測試框架，具有強大擴展性，既滿足白盒測試的需求，也滿足目前和未來的黑盒測試需求。

軟件測試工具在基礎軟硬件之上總體分為兩個層次，即核心層和應用層：

· 核心層負責軟件測試工具的核心能力，開放標準接口供應用層調用，主要分成兩部分：上層為核心接口層，開放標準接口供上層調用；下層為能力庫，能力庫包括源代碼編譯、解析、源代碼分析并自動生成測試用例。

· 應用層可劃分為服務層和終端層。服務層負責業務邏輯部分，與數據庫交互、版本管理服務器交互等持久化或邏輯的控制工作，調用和封裝核心層能力并開放標準接口供終端層調用；終端層為 HTML 網頁形式，可以通過主流瀏覽器進行加載訪問，負責與最終用戶的交互。

· 服務層與核心層的交互分為同步和異步調用兩種方式，同步調用采用 HTTP Rest 形式接口，異步調用配合消息隊列實時進行消息通知反饋。

成功案例

某領域控制系統研究所主要從事控制系統及電子控制器/控制軟件的研發、制造、集成，以及柔性聯軸器的研發、生產和保障業務。基于項目需要，研究所采用 SmartRocket TestGrid 測試聯合解決方案用于項目開展單元測試，包括單元測試工程創建、用例設計、腳本生成、調試執行、覆蓋率分析與收集、測試結果報表生成、測試回歸與迭代等。

使用 TestGrid，可以自動生成高覆蓋率、低冗余的結構覆蓋用例，函數的平均語句覆蓋率高達 85%，且超過半數的函數可以達到 100% 覆蓋率，為相應客戶最大限度地提高了測試效率。

相關產品

SmartRocket TestGrid 

SmartRocket TestGrid是一款由上海控安自主研發的嵌入式軟件智能化測試工具，可以自動生成滿足語句、分支、MC/DC覆蓋準則，并且覆蓋率高達100%的測試用例，能夠降低結構化測試過程中的人員投入。

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上海控安SmartRocket系列產品推介（一）：SmartRocket TestGrid嵌入式軟件智能化測試工具

公司簡介

飛騰公司是國內領先的自主核心芯片提供商，致力于飛騰系列國產高性能、低功耗通用計算微處理器的設計研發和產業化推廣，堅持 “核心技術自主創新，產業生態開放聯合” 的發展理念，聯合眾多國產軟硬件生態廠商，提供基于國際主流技術標準、中國自主先進的全國產信息系統整體解決方案，支撐國家信息安全和重要工業安全。

基于飛騰 CPU 的整機產品覆蓋多種類型的終端（臺式機、一體機、便攜機、瘦客戶機等）、服務器和工業控制嵌入式產品等，在國內政務辦公、云計算、大數據以及金融、能源和軌道交通等行業信息系統領域已實現批量應用。

為順應產業發展趨勢，滿足國家戰略需求，保障國家網絡空間安全，發揮中央企業在國家關鍵信息基礎設施建設中主力軍作用，中國電子信息產業集團有限公司（簡稱“中國電子”）于2019年12月將旗下天津麒麟信息技術有限公司和中標軟件有限公司強強整合，成立麒麟軟件有限公司（簡稱“麒麟軟件”），打造中國操作系統核心力量。

麒麟軟件主要面向通用和專用領域打造安全創新操作系統產品和相應解決方案，以安全可信操作系統技術為核心，現已形成銀河麒麟服務器操作系統、桌面操作系統、嵌入式操作系統、麒麟云、操作系統增值產品為代表的產品線。麒麟操作系統能全面支持飛騰、鯤鵬等六款主流國產CPU，在安全性、穩定性、易用性和系統整體性能等方面遠超國內同類產品，實現國產操作系統的跨越式發展。

上海工業控制系統安全創新功能型平臺（簡稱“上海控安”）成立于2018年1月，是上海市首批推動建設的研發與轉化功能型平臺之一，是支撐上海科技創新中心“四梁八柱”的重要創新力量。立足上海，發揮長三角區域產業優勢，上海控安面向汽車電子、軌道交通、航空航天等國家重點行業和關鍵信息基礎設施，進行工業控制系統功能安全和信息安全核心技術研發與成果轉化，并聯合上下游企業，提供仿真驗證、檢測評估、監測預警、培訓咨詢等服務，致力于成為連接產學研用政資等相關主體的工業安全產業生態服務平臺。 

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