Метод аппаратных мутаций в отладочном комплексе наземных испытаний бортовой аппаратуры космических аппаратов

Предложено решение задачи повышения качества наземных испытаний бортовой радиоэлектронной аппаратуры перспективных космических аппаратов. Решение основывается на применении авторской методики мутационного тестирования для проведения наземных испытаний, базирующейся на имитации процесса функционирования аппаратуры и программного обеспечения при воздействии факторов космического пространства. Изложены результаты разработки означенной методики и рассмотрены примеры ее применения для наземных испытаний бортовой аппаратуры космических аппаратов. Предложенный подход базируется на применении в составе эмуляторов конечной аппаратуры реконфигурируемых ПЛИС и позволяет перейти на качественно новый уровень при проведении наземных испытаний. Применение высокоскоростных ПЛИС в составе испытательной аппаратуры позволяет достичь требуемой скорости функционирования и степени реконфигурируемости при имитации внешних дестабилизирующих факторов. За счет этого осуществляется имитация функционирования аппаратных модулей в реальных условиях эксплуатации. При применении разработанного метода аппаратных мутаций осуществляется реконфигурирование систем непосредственно в процессе тестирования конечной аппаратуры, что позволяет осуществлять имитационное моделирование типичных сбоев и отказов, возникающих в критических узлах электронной аппаратуры космических аппаратов, с максимальным приближением к реальным условиям эксплуатации. Имитация происходит путем внесения мутационных операторов в описание функциональных узлов аппаратуры с последующей генерацией ПЛИС-проектов, реализуемых в комплексе. Разработаны алгоритмы проведения испытаний согласно предложенной методике, выделены основные этапы тестирования, включающие процесс формализации поведения каналов ввода-вывода прибора при конкретной неисправности, формирование журнала регистрации неисправностей и разработку кодов описания аппаратуры для имитации алгоритмов функционирования отладочного комплекса. В рамках разработанной методики помимо аппаратуры мутации подвергается и бортовое программное обеспечение встраиваемых микропроцессорных систем. Для применения разработанного метода реализован и введен в промышленную эксплуатацию лабораторный отладочный комплекс. Изложены результаты разработки комплекса и способов его применения для специальных испытаний радиоэлектронной аппаратуры. Изложены результаты испытаний комплекса и основные пути развития предлагаемого подхода.