Метод та засоби тестування спеціалізованих компонентів мобільної робототехнічної платформи на робочих тактових частотах

https://doi.org/10.23939/ujit2023.02.049
Надіслано: Жовтень 13, 2023
Прийнято: Жовтень 26, 2023

Цитування за ДСТУ: Цмоць I. Г., Опотяк Ю. В., Сенета М. Я., Олійник Ю. Ю., Газда Н. Б., Ткачук К. І. Метод та засоби тестування спеціалізованих компонентів мобільної робототехнічної платформи на робочих тактових частотах. Український журнал інформаційних технологій. 2023. Т. 5, № 2. С. 49–59.
Citation APA: Tsmots, I. G., Opotyak, Yu. V., Seneta, M. Ya., Oliynyk, Yu. Yu., Gazda ,N. B., & Tkachuk, K. I. (2023). Method and means of testing specialized components of a mobile robotics platform at operating clock frequencies.  Ukrainian Journal of Information Technology, 5(2), 49–59.  https://doi.org/10.23939/ujit2023.02.049

1
Національний університет "Львівська політехніка", м. Львів, Україна
2
Національний університет "Львівська політехніка", м. Львів, Україна
3
Національний університет "Львівська політехніка", м. Львів, Україна
4
Національний університет "Львівська політехніка", м. Львів, Україна
5
Національний університет "Львівська політехніка", м. Львів, Україна
6
Національний університет "Львівська політехніка", м. Львів, Україна

Проаналізовано процеси розроблення сценаріїв тестування, вибору технологічних засобів тестування апаратного та програмного забезпечення спеціалізованих компонентів мобільної робототехнічної платформи. Досліджено методи і засоби тестування спеціалізованих компонентів мобільної робототехнічної платформи при функціонуванні на робочих тактових частотах. Вдосконалено метод тестування апаратно-програмних засобів спеціалізованих компонентів мобільної робототехнічної платформи з використанням еталону, який за рахунок розроблення спеціалізованих сценаріїв і адаптації технологічного середовища до вимог конкретного застосування забезпечує підвищення якості тестування у режимі реального часу. Показано, що основними етапами тестування спеціалізованого забезпечення на робочих тактових частотах є: розроблення плану тестування, встановлення робочої тактової частоти, створення тестового середовища, виконання тестів, порівняння результатів тестування з еталонними результатами, аналіз результатів порівняння. Для тестування розроблені два середовища та два сценарії тестування: тестування засобів шифрування та маскування команд управління мобільної робототехнічної платформи; тестування засобів демаскування і дешифрування команд управління мобільної робототехнічної платформи. Для автономного управління рухом колісної мобільної робототехнічної платформи розроблено систему нейронечіткого управління, основними компонентами якої є інтелектуальні навігаційні давачі віддалі, база правил, блоки фазифікації, прийняття рішень і дефазифікації. Розроблено структуру засобів та сценаріїв тестування блоків нейроподібного шифрування/дешифрування та маскування/демаскування команд управління мобільної робототехнічної платформи, які забезпечують спільне тестування як програмних, так і апаратних засобів на робочих тактових частотах. Розроблено структуру засобів та сценаріїв тестування системи нечіткого управління рухом мобільної робототехнічної платформи, які орієнтовані на послідовне тестування блоків фазифікації, прийняття рішень і дефазифікації та забезпечують спільне тестування як програмних, так і апаратних засобів на робочих тактових частотах у реальному часі. З використанням вдосконаленого методу виконано тестування системи керування мобільної робототехнічної платформи, що підтвердило доцільність обраного підходу.

1. Lee, K.-J., Chang, C.-Y., Su, A. & Liang, S.-Y. (2009). A unified test and debug platform for SOC design, IEEE 8th International Conference on ASIC, China, 577 580. 
https://doi.org/10.1109/ASICON.2009.5351351
2. Farchi, E., Kliot, G., Krasny, Y., Krits, A. & Vitenberg, R. (2005). Effective testing and debugging techniques for a group communication system, International Conference on Dependable Systems and Networks (DSN'05), Japan, 80 85.
https://doi.org/10.1109/DSN.2005.41
3. Peterson, K. & Savaria, Y. (2004). Assertion-based on-line verification and debug environment for complex hardware systems. IEEE International Symposium on Circuits and Systems (IEEE Cat. No.04CH37512), Canada, II-685.
https://doi.org/10.1109/ISCAS.2004.1329364
4. Shen, S., Qin, Y. & Li, S. (2004). Debugging complex counterexample of hardware system using control flow distance metrics. 47th Midwest Symposium on Circuits and Systems, 2004. MWSCAS '04., Japan, I-501.
https://doi.org/10.1109/MWSCAS.2004.1354037
5. Meng, L., Lu, M., Huang, B. & Xu, X. (2011). Using relative complexity measurement which from complex network method to allocate resources in complex software system's gray-box testing. International Symposium on Computer Science and Society, Kota Kinabalu, Malaysia, 189 192.
https://doi.org/10.1109/ISCCS.2011.59
6. Maximoff, J.R., Kuhn, D.R., Trela, M.D. & Kacker, R. (2010). A method for analyzing system state-space coverage within a t-wise testing framework. IEEE International Systems Conference, San Diego, USA, 598 603. 
https://doi.org/10.1109/SYSTEMS.2010.5482481
7. Wang, D.-H., Li, J., Liu, X.-X. & Lu, J.-l. (2021). Discussion on operational reliability test scheme and evaluation method of underwater complex system. 2021 2nd international conference on electronics, Communications and Information Technology (CECIT), China, 508 512. 
https://doi.org/10.1109/CECIT53797.2021.00096
8. Taylor, T. (1993). Tools and techniques for converting simulation models into test patterns. Proceedings of IEEE International Test Conference, USA, 133 138. 
https://doi.org/10.1109/TEST.1993.470709
9. Li, F., Liu, B., Peng, D. & Tang, L. (2017). An extendibility analysis method research for integrated test diagnosis on ship complex system. International Conference on Dependable Systems and Their Applications (DSA), China, 179.
https://doi.org/10.1109/DSA.2017.44
10. Ponci, F., Sadu, A., Uhl, R., Mirz, M., Angioni, A. & Monti, A. (2018). Instrumentation and measurement testing in the real-time lab for automation of complex power systems. IEEE Instrumentation & Measurement Magazine, 21 (1), 17 24.
https://doi.org/10.1109/MIM.2018.8278805
11. Kim, J., Chon, S. & Park, J. (2019). Suggestion of testing method for industrial level cyber-physical system in complex environment. IEEE International Conference on Software Testing, Verification and Validation Workshops, China, 148 152. 
https://doi.org/10.1109/ICSTW.2019.00043
12. Siegl, S., Hielscher, K.-S. & German, R. (2010). Introduction of time dependencies in usage model based testing of complex systems. IEEE International Systems Conference, San Diego, USA, 622 627. 
https://doi.org/10.1109/SYSTEMS.2010.5482341
13. Peterson, G. (2002). Verification of device interface hardware interconnections prior to the start of testing. International Test Conference, USA, 297 300. 
https://doi.org/10.1109/TEST.2002.1041772
14. Ai, J., Zhong, F. & Wang, J. (2012). A method of constructing comprehensive reliability testing profile based on hardware and software. International conference on quality, reliability, risk, maintenance, and safety engineering, China, 879 884. 
https://doi.org/10.1109/ICQR2MSE.2012.6246367
15. Yongke, L. & Yongqing, B. (2007). Synthesis automatic test system that realizes based on configuration test technology. 8th International Conference on Electronic Measurement and Instruments, China, 955 958. 
https://doi.org/10.1109/ICEMI.2007.4350614
16. Lu, B., Monti, A. & Dougal, R. (2003) Real-time hardware-in-the-loop testing during design of power electronics controls. 29th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, USA, 1840 1845.
https://doi.org/10.1109/IECON.2003.1280340
17. Takahashi, M., Ueno, K., Anang, Y. & Watanabe, Y. (2021) A comprehensive creation method of hardware and software combined test specifications for industrial product controlled by software using HAZOP. 60th Annual Conference of the Society of Instrument and Control Engineers of Japan (SICE), Japan, 444 449.
18. Hou, C., Wang, Q. & Ren, Z. (2011). One test case generation method for SW&HW reliability co-testing. The Proceedings of 9th International Conference on Reliability, Maintainability and Safety, China, 742 745. 
https://doi.org/10.1109/ICRMS.2011.5979362
19. Figueroa, H.P., Monti, A. & Wu, X. (2004). An interface for switching signals and a new real-time testing platform for accurate hardware-in-the-loop simulation. IEEE International Symposium on Industrial Electronics, France, 883 887. 
https://doi.org/10.1109/ISIE.2004.1571930
20. Lu, B., Wu, X. & Monti, A. (2005). Implementation of a low-cost real-time virtue test bed for hardware-in-the-loop testing. 31st Annual Conference of IEEE Industrial Electronics Society, USA. 
https://doi.org/10.1109/IECON.2005.1568910
21. Putri, T.W., Ginting, M.F., Trilaksono, B.R., Hidayat, E.M. & Sagala, M.F. (2017). Hardware in the loop simulation development of guidance system for autonomous underwater glider. 6th International Conference on Electrical Engineering and Informatics (ICEEI), Malaysia, 1 4. 
https://doi.org/10.1109/ICEEI.2017.8312388
22. Belanger, N., Favarcq, N. & Fusero, Y. (2009). An open real time test system approach. First International Conference on Advances in System Testing and Validation Lifecycle, Portugal, 38 41. 
https://doi.org/10.1109/VALID.2009.14