Abordagem sistemática de testes de software comunicante embarcado em nanosatélites com foco em falhas de interoperabilidade

• Autor(a) principal: Carlos Augusto Paiva Lameirinhas da Conceição
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE
• Texto Completo: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21c/2019/05.21.13.10

Os estudos desenvolvidos nesta tese apresentam uma abordagem sistemática de testes de software comunicante embarcado em nanosatélite com foco em tratamento de falhas de interoperabilidade. A abordagem destina-se a identificar e evitar falhas entre subsistemas comunicantes no início do processo de verificação e validação (V&V) de missões espaciais de baixo custo e curto ciclo de desenvolvimento, tais como as missões de satélites de pequeno porte que utilizam o padrão Cubesat. As plataformas Cubesats são uma evolução no setor espacial permitindo levar em órbita cargas úteis científicas e inovadoras a baixo custo. Entretanto, o baixo orçamento e tempo de desenvolvimento reduzido comprometem o processo de V&V, penalizando a qualidade requerida na realização dos testes de integração dos subsistemas de carga útil desses satélites. Considerando o fato de as funcionalidades dos sistemas embarcados implementadas por software serem crescentes, a abordagem apresenta um Sistema de Teste com Arquitetura Escalável (STAE) para apoiar o processo de V&V na integração de subsistemas embarcados intensivos em software. A abordagem apresentada nesta pesquisa de tese visa antecipar, no processo de desenvolvimento de nanosatélites, possíveis falhas de interação da plataforma com suas cargas úteis e facilita a reutilização da arquitetura de teste em diferentes fases de uma mesma missão ou em satélites da mesma família, por meio da aplicação combinada das abordagens "Model-Driven Engineering" e "Model-Based Testing". O método desenvolvido sistematiza: i) a concepção de modelos comportamentais de subsistemas comunicantes buscando verificar os requisitos de interoperabilidade dos subsistemas por meio da validação dos modelos (MIL - Model-in-the-loop), ii) a geração automática de código computacional a partir dos modelos validados, por ferramentas MDE, permitindo a verificação dos requisitos de interoperabilidade em ambiente simulado, com o uso do barramento de comunicação real (SIL - Software-inthe- loop), iii) a evolução dos modelos para que casos de testes abstratos possam ser gerados por ferramentas MBT, iv) a execução de casos de testes para validar os subsistemas reais (HIL - Hardware-in-the-loop) na fase de integração, e v) a possibilidade de injetar falhas por meio de um Mecanismo Emulador de Falhas (FEM), o qual permite testar a interação dos subsistemas reais em termos de requisitos de robustez especificados. Para auxiliar na especificação de requisitos de robustez, a abordagem apresentada utiliza uma planilha de dependabilidade, que aplica os conceitos da árvore de dependabilidade e análise causa-efeito para mitigações de falha. Para demonstrar sua efetividade, a abordagem desenvolvida no âmbito desta tese foi aplicada na V&V da interoperabilidade dos subsistemas intensivos em software embarcados no nanosatélite NanosatC-BR2, em desenvolvimento no INPE. Os testes de interação foram realizados nos subsistemas Computador de Bordo e a carga útil denominada Sonda de Langmuir. Os resultados obtidos proporcionaram o tratamento de falhas durante o processo de V&V de sistemas intensivos em software embarcados do nanosatélite NanosatC-BR2.