Protokollanalyse und Informationsflussverfolgung zur Fehlerdiagnose in verteilten Echtzeitsystemen

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1 Protokollanalyse und Informationsflussverfolgung zur Fehlerdiagnose in verteilten Echtzeitsystemen Dipl.-Ing.(FH) Eugen Noak Prof. Dr.-Ing. Silvije Jovalekic B. Eng. Heinrich Grochowski Labor für Softwaretechnik und Echtzeitsysteme

2 Inhalt Einleitung Testplanung und Testausführung Referenzmodell der Testobjektbeschreibung Konfigurationsabhängiger Protokollanalyse Darstellungen der Protokollanalyse Impulsdiagramm Ereignisliste Ausblick Echtzeit 2009, Boppard 2

3 Einleitung Echtzeit 2009, Boppard 3

4 Anwendungsfälle Simultanes Aufzeichnen, Visualisieren und Auswerten des Datenverkehrs an verschiedenen Bussystemen Herstellen und Visualisieren von Beziehungen zwischen verschiedenen Aufzeichnungspunkten Testen von Geräten durch Soll- und Ist-Vergleich Stimulation des Testobjektes mit Testfällen Echtzeit 2009, Boppard 4

5 Feldbus Sicherheitsnetz Graphische Testplanung Interner Bus Backbone Messwerkzeug Feldbuskoppelmodul Netzwerk- Interface Bewegungsmelder Sensor Einbruchmeldezentrale Lichtanzeige Aktor Kommunikationskanal Test- / Diagnoseobjekt Testfallverweis Nachricht Bedingte Testoperation Verzweigungen Parallele Bewegungsmelder Zweige Einbruch Kanal: Feldbus Kanal: Backbone UND/ODER Zusammenführungen Nachricht: Bewegung Nachricht: Einbruch Rückkopplungen Testübergang < 200 ms < 300 ms Testfall»Bewegungsalarm«Lichtanzeige Kanal: Sicherheitsnet* Nachricht: Licht-ein Echtzeit 2009, Boppard 5

6 Testausführung Hole Testfall Testausführung Aktiver Modus Beobachter Modus STARTS Datenbank 1. Empfange 2. Stimuliere 3. Arbeite 3. Arbeite den den Nachricht TestobjektRest des Rest des Testfalls Testfalls ab ab Steuergerät A Bus Busteilnehmer B Busteilnehmer C Testobjekt Echtzeit 2009, Boppard 6

7 Informationsflussverfolgung Echtzeit 2009, Boppard 7

8 Typische Struktur der Testobjekte Visualisierung / Management Bus 1 ( Backbone, z.b. Ethernet) Gefahrenmeldeanlage 1 Bus 2 (interner Bus).. Gefahrenmeldeanlage n Feldbuskoppelmodul 1.. Feldbuskoppelmodul n Feldbuskoppelmodul 1.. Feldbuskoppelmodul n Bus 3 (Feldbus) Aktor / Sensor 1.. Aktor / Sensor 1.. Aktor / Sensor 1.. Aktor / Sensor 1.. Aktor / Sensor n Aktor / Sensor n Aktor / Sensor n Aktor / Sensor n Echtzeit 2009, Boppard 8

9 Beschreibungssprache für Konfigurationen E i n b r u c h m e l d e - z e n t r a l e <module name="bewegungsmelder" type="15" address="1" description="im 3.OG" /> B u s S T A R T S M e s s d a t e n D a t e n b a n k W 1 L C D B e d i e n t e i l B e w e g u n g s - m e l d e r Channel 1 B u s 2 Channel 2 W 2 1 S i r e n e <connection name="bus2" system_id="1" messwerkzeug= W2" channel="2" aktiv="true" /> Echtzeit 2009, Boppard 9

10 Konfigurationsabhängige Protokollanalyse Echtzeit 2009, Boppard 10

11 Interpretation durch Filter <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <system id="1" description="address filter"> <filter description="main filter"> <header show="1" name="header"> <mask name="address" value="0x1f" description="sender address" /> </header> <dependency type="address" mask="0x1f" size="1" tail="1" /> <checksum size="1" name="crc" /> </filter> <sub id="2" name="for TypeID 2"> <length size="1" show="1"/> <current_state name="new state" size="1" show="1"> <mask name="switch 1" mask="0x01" value="0x01"> <switch type="simple" default="off"> <case value="0x01" message="on"/> </switch> </mask>... </current_state> </sub> </system> 4B D Echtzeit 2009, Boppard 11

12 Elemente der Filtersprache Textdarstellung <ascii /> bedingte Verarbeitung komplexe Fallunterscheidung <switch type=... <case value=... Verweise <link target_system="2" target_filter="1" /> Schleifen längenabhängige Verarbeitung adressenabhängige Verarbeitung <dependency type=..." Echtzeit 2009, Boppard 12

13 Konzept der Ereignisliste Echtzeit 2009, Boppard 13

14 Ereignisliste Echtzeit 2009, Boppard 14

15 Darstellung von Nachrichtenfolgen Feldbus Bewegung Backbone Einbruch t/ms Sicherheitsnetzwerk Licht-ein t/ms Impulsdiagramm t/ms Echtzeit 2009, Boppard 15

16 Impulsdiagramm Echtzeit 2009, Boppard 16

17 Ausblick Testplanung mit Systemstruktur-Information Simulation des technischen Prozesses Echtzeit 2009, Boppard 17

18 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit Echtzeit 2009, Boppard 18

19 Zeitbehafteter Ursache-Wirkungs-Graph Bedingte Ausführung Zusammenführung Bewegungsmelder Kanal: Feldbus Nachricht: Bewegung < 300 ms Startoperation Kanal: Feldbus Nachricht: Sensor OR Lichtanzeige Kanal: Sicherheitsnet* Nachricht: Licht-ein < 100 ms Sirene Kanal: Sicherheitsnet* Nachricht: Sirene-ein Glasbruchsensor Kanal: Feldbus Nachricht: Glassbruch < 300 ms Echtzeit 2009, Boppard 19

20 Interpretation durch Filter Echtzeit 2009, Boppard 20