多核系統仍然是軍事和航空航天領域的一個有吸引力的選擇，這已經不是什么秘密了。隨著嵌入式系統尺寸、重量和功耗 （SWaP） 的減小，依賴多核系統的推動力仍在繼續(xù)。

原因不難理解。同一芯片上的雙核可提高性能，而無需增加功率或增加尺寸或重量。減少芯片數量等于減少物理空間 - 例如，有助于安裝在飛機上的狹小空間中，或用于偵察任務中的士兵手持設備。不要介意減少的功率、熱量等。你知道好處！

然而，在軍事/航空航天市場，測試和認證多核系統的挑戰(zhàn)總是抵消了明顯的好處 - 特別是在試圖滿足DO-178標準時。從單核轉向多核（并行處理）的相同優(yōu)勢也增加了挑戰(zhàn)。

安全關鍵型測試的動態(tài)

在研究多核挑戰(zhàn)之前，我們需要了解安全關鍵開發(fā)的典型動態(tài)，這些動態(tài)必須在系統級別進行測試。這是挑戰(zhàn)開始的時候。目標系統永遠不會具有與開發(fā)平臺相同的內存和運行時性能。證明結構覆蓋所需的代碼檢測往往會使系統陷入困境，尤其是在需要板載 I/O 來導出測試結果的情況下。

由于對系統性能的影響，由于目標資源有限，通常無法對嵌入式系統進行整體檢測。通常通過一次驗證和分析一個組件的代碼，然后聚合結果來解決此限制。

在安全關鍵領域，由于所使用的處理器和工具鏈通常不是最新的，因此具有更大的資源限制，因此這種循序漸進的過程更具挑戰(zhàn)性。因此，傳統流程要求對每個組件重復系統級測試，從而大大延長了整體驗證計劃。

多核提升認證賭注

在多核系統上進行測試使這些挑戰(zhàn)進一步復雜化。當多個進程在不同的內核上運行時，有效收集結構覆蓋數據可能會受到并發(fā)性、可靠性和穩(wěn)健性障礙的阻礙。

例如，創(chuàng)建線程安全檢測數據記錄函數的典型方法依賴于使用同步對象（如互斥鎖）。這可確保一次只有一個進程可以執(zhí)行數據記錄代碼;執(zhí)行函數的第一個進程“抓取”互斥鎖，阻止任何其他嘗試使用同一函數的進程執(zhí)行。

一旦第一個函數完成了數據記錄過程，它就會“釋放”互斥鎖，執(zhí)行列表中的下一個進程會“抓取”它并繼續(xù)處理。對于多核系統的所有并發(fā)進程，不難看出這種切換方法可能會對系統的運行時性能產生不利影響。

新的輕量級檢測解決了問題

隨著開發(fā)進度越來越緊，以及行業(yè)對降低嵌入式系統SWaP的推動，傳統儀器和數據收集技術的內存和運行時開銷已成為生產力和應用性能的障礙。傳統的儀器和數據收集技術在越來越多地用于滿足SWaP要求的多核系統的情況下根本不可行。

滿足安全關鍵行業(yè)標準的驗證要求要求所有測試都在系統級對最終系統硬件執(zhí)行，并且必須通過使用結構覆蓋分析來證明測試完整性。

新的輕量級儀器技術解決了這兩個目標。在我的下一篇文章中，我將研究一些有希望的突破，以經濟高效地測試多核系統，以滿足安全關鍵標準。

審核編輯：郭婷