CN113820649A - 一种电能表固件的寿命可靠性测试方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电能表固件的寿命可靠性测试方法和装置。其中，该电能表固件的寿命可靠性测试方法包括：对电能表的万年历时间相关功能进行遍历加速；在遍历加速的情况下，对电能表的与时间相关的功能数据进行功能准确性验证，以生成验证的结果；以及根据验证的结果判断电能表的时间同步运行功能是否存在异常。本发明利用软件侵入式加速逻辑运行，通过电能表内置的时间计时加速程序对电能表万年历时间相关功能进行遍历加速，然后再由内置的监控程序对电能表既定时间相关功能进行功能准确性验证。从而，可以对电能表软件开发过程中遗留的长周期隐藏bug缺陷进行有效识别和验证。
Description
技术领域
本发明涉及嵌入式软件可靠性测试领域，并且更具体地，涉及一种电能表固件的寿命可靠性测试方法和装置。
背景技术
电能表固件设计中，通过EEPROM，FLASH等非易失性存储器存储用户数据，存储器存在擦写寿命，当超出擦写次数后，存储器不能保证数据的正确存储。并且，电能表中涉及时间同步运行的功能，经过时间累积后存在运行逻辑错误。
随着智能电能表技术发展和业务需求的深化应用，电能表软件功能越来越复杂，并且对电能表的设计使用寿命要求越来越高，长达16年甚至20年等使用寿命。其中，与自然时间相关以及相对时间相关的软件功能，通过常规黑盒测试，外部场景和工况模拟等手段很难在短时间内发现软件设计缺陷，无法对电能表软件开发过程中遗留的长周期隐藏bug缺陷进行有效识别和验证，给电能表软件测试带来较大的挑战。因此，目前缺少一种电能表固件的寿命可靠性测试方法，用于对电能表软件开发过程中遗留的长周期隐藏bug缺陷进行有效识别和验证。
发明内容
本申请旨在发明一种电能表固件的寿命可靠性测试方法，解决目前缺少一种电能表固件的寿命可靠性测试方法，用于对电能表软件开发过程中遗留的长周期隐藏bug缺陷进行有效识别和验证。
本申请的一个方面，提供了一种电能表固件的寿命可靠性测试方法，包括：对电能表的万年历时间相关功能进行遍历加速；在遍历加速的情况下，对电能表的与时间相关的功能数据进行功能准确性验证，以生成验证的结果；以及根据验证的结果判断电能表的时间同步运行功能是否存在异常。
可选地，对电能表的万年历时间相关功能进行遍历加速，包括：通过电能表内置的时间计时加速程序，将电能表的万年历时间模块的万年历时间进位周期缩短预设倍数；以及通过电能表内置的走字加速程序，加速电能表的电能数据走字。
可选地，在遍历加速的情况下，对电能表的与时间相关的功能数据进行功能准确性验证，以生成验证的结果，包括：在加速电能数据走字的情况下，通过电能表内置的监控程序获取电能表的电能数据；以及对电能数据进行测试验证，以生成电能数据的验证结果。
可选地，在遍历加速的情况下，对电能表的与时间相关的功能数据进行功能准确性验证，以生成验证的结果，还包括：通过电能表内置的监控程序获取电能表的冻结数据；以及在冻结参数点的时间，对冻结数据进行测试验证，以生成冻结数据的验证结果。
可选地，在遍历加速的情况下，对电能表的与时间相关的功能数据进行功能准确性验证，以生成验证的结果，还包括：通过电能表内置的监控程序获取电能表的结算数据；以及在结算点参数的时间，对结算数据进行测试验证，以生成结算数据的验证结果。
可选地，在遍历加速的情况下，对电能表的与时间相关的功能数据进行功能准确性验证，以生成验证的结果，还包括：通过电能表内置的监控程序获取电能表的负荷曲线数据；以及在负荷曲线间隔参数点的时间，对负荷曲线数据进行测试验证，以生成负荷曲线数据的验证结果。
可选地，根据验证的结果判断电能表的时间同步运行功能是否存在异常，包括：根据验证的结果，判断与时间相关的功能数据的进位、翻转、转存时间是否存在异常。
可选地，电能表固件的寿命可靠性测试方法还包括：对电能表内部的非易失性数据存储器的擦写次数进行统计和分析；以及根据分析的结果判断非易失性数据存储器的使用寿命是否存在异常。
可选地，对电能表内部的非易失性数据存储器的擦写次数进行统计和分析，包括：统计电能表内部EEPROM存储器和FLASH存储器的擦写次数，其中EEPROM存储器以任意字节地址写入累计次数统计，FLASH存储器以任意扇区地址的累计擦除次数统计；并且根据分析的结果判断非易失性数据存储器的使用寿命是否存在异常，包括：分别对统计的EEPROM任意字节地址写入次数以及FLASH任意扇区地址的擦除次数进行分析，当EEPROM存储器写入次数最多的地址超过预设的第一阈值时判断EEPROM存储器的使用寿命存在异常，或者FLASH扇区擦除次数最多的扇区地址超过预设的第二阈值时判断FLASH存储器的使用寿命存在异常。
本申请实施例的另一个方面，提供了一种电能表固件的寿命可靠性测试装置，包括：遍历加速模块，用于对电能表的万年历时间相关功能进行遍历加速；功能准确性验证模块，用于在遍历加速的情况下，对电能表的与时间相关的功能数据进行功能准确性验证，以生成验证的结果；以及异常判断模块，用于根据验证的结果判断电能表的时间同步运行功能是否存在异常。
从而，本申请利用软件侵入式加速逻辑运行，通过电能表内置的时间计时加速程序对电能表万年历时间相关功能进行遍历加速，然后再由内置的监控程序对电能表既定时间相关功能进行功能准确性验证。并且，还对电能表的非易失性数据存储器的擦写次数进行分析与统计，预测电能表的内部非易失性数据存储器的使用寿命。因此，可以对电能表软件开发过程中遗留的长周期隐藏bug缺陷进行有效识别和验证。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为本申请实施例的第一个方面所提出的一种电能表固件的寿命可靠性测试方法的流程示意图；
图2为本申请实施例的第一个方面所提出的对电能表内部的非易失性数据存储器的使用寿命进行测试的流程示意图；
图3为本申请实施例的第二个方面所提出的一种电能表固件的寿命可靠性测试装置的结构示意图；以及
图4为本申请实施例的第三个方面所提出的电子设备的结构。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
示例性方法
图1是本发明一示例性实施例提供的电能表固件的寿命可靠性测试方法的流程示意图。本实施例可应用在电子设备上，如图1所示，包括以下步骤：
步骤101，对电能表的万年历时间相关功能进行遍历加速。
通常，可以利用软件侵入式加速逻辑运行，加速对自然时间在程序运行中的翻转速度，以达到对电能表的万年历时间相关功能进行遍历加速的目的。
在一实施例中，对电能表的万年历时间相关功能进行遍历加速，包括：通过电能表内置的时间计时加速程序，将电能表的万年历时间模块的万年历时间进位周期缩短预设倍数；以及通过电能表内置的走字加速程序，加速电能表的电能数据走字。
具体为，需要设计电能表内置程序算法，将电能表的万年历时间模块的进位单位由原来的1秒例如但不限于设计为1ms，即将电能表的万年历时间进位周期缩短1000倍，使得电能表软件遍历时间相关功能加速1000倍。原设计中RTC周期中断设计为1秒，现将此RTC中断周期设计为1ms中断。需要特别说明的是，将电能表的万年历时间进位周期缩短多少倍数可以根据实际应用需求进行设定，此处并非做具体地限定。
进一步地，还需要设计程序算法，用于加速电能数据走字。该程序算法有一个ACC累加器，以每1ms累加当前瞬时功率，每一次累加当前瞬时功率后，ACC累加值与当前常数当量的能量阈值进行比对，当ACC累加值每超出N倍1wh当前常数当量的能量时，则计量为Nwh电能，使得电能以实际功率的1000倍进行走字。
步骤102，在遍历加速的情况下，对电能表的与时间相关的功能数据进行功能准确性验证，以生成验证的结果。
通常，需要分别对电能表的电能数据、冻结数据、结算数据、负荷曲线数据等与时间相关的功能数据进行测试验证。
在一实施例中，在遍历加速的情况下，对电能表的与时间相关的功能数据进行功能准确性验证，以生成验证的结果，包括：在加速电能数据走字的情况下，通过电能表内置的监控程序获取电能表的电能数据；以及对电能数据进行测试验证，以生成电能数据的验证结果。
具体地，预先在电能表内置监控程序，通过监控程序获取电能表的电能数据，然后对获取到的电能数据进行测试验证，以生成电能数据的验证结果。其中，该验证结果例如包括电能数据的进位、翻转、转存时间的验证结果。
在一实施例中，在遍历加速的情况下，对电能表的与时间相关的功能数据进行功能准确性验证，以生成验证的结果，还包括：通过电能表内置的监控程序获取电能表的冻结数据；以及在冻结参数点的时间，对冻结数据进行测试验证，以生成冻结数据的验证结果。
具体地，预先在电能表内置监控程序，通过监控程序获取电能表的冻结数据，然后在冻结参数点的时间，对冻结数据进行测试验证，以生成冻结数据的验证结果。其中，该验证结果例如包括冻结数据的进位、翻转、转存时间的验证结果。
在一实施例中，在遍历加速的情况下，对电能表的与时间相关的功能数据进行功能准确性验证，以生成验证的结果，还包括：通过电能表内置的监控程序获取电能表的结算数据；以及在结算点参数的时间，对结算数据进行测试验证，以生成结算数据的验证结果。
具体地，预先在电能表内置监控程序，通过监控程序获取电能表的结算数据，然后在结算点参数的时间，对结算数据进行测试验证，以生成结算数据的验证结果。其中，该验证结果例如包括结算数据的进位、翻转、转存时间的验证结果。
在一实施例中，在遍历加速的情况下，对电能表的与时间相关的功能数据进行功能准确性验证，以生成验证的结果，还包括：通过电能表内置的监控程序获取电能表的负荷曲线数据；以及在负荷曲线间隔参数点的时间，对负荷曲线数据进行测试验证，以生成负荷曲线数据的验证结果。
具体地，预先在电能表内置监控程序，通过监控程序获取电能表的负荷曲线数据，然后在负荷曲线间隔参数点的时间，对负荷曲线数据进行测试验证，以生成负荷曲线数据的验证结果。其中，该验证结果例如包括负荷曲线数据的进位、翻转、转存时间的验证结果。
步骤103，根据验证的结果判断电能表的时间同步运行功能是否存在异常。
在一实施例中，根据验证的结果判断电能表的时间同步运行功能是否存在异常，包括：根据验证的结果，判断与时间相关的功能数据的进位、翻转、转存时间是否存在异常。
具体地，根据电能数据的验证结果，判断电能数据的进位、翻转、转存时间是否存在异常。根据冻结数据的验证结果，判断冻结数据的进位、翻转、转存时间是否存在异常。根据结算数据的验证结果，判断结算数据的进位、翻转、转存时间是否存在异常。以及根据负荷曲线数据的验证结果，判断负荷曲线数据的进位、翻转、转存时间是否存在异常。
步骤201，对电能表内部的非易失性数据存储器的擦写次数进行统计和分析。
在一实施例中，对电能表内部的非易失性数据存储器的擦写次数进行统计和分析，包括：统计电能表内部EEPROM存储器和FLASH存储器的擦写次数，其中EEPROM存储器以任意字节地址写入累计次数统计，FLASH存储器以任意扇区地址的累计擦除次数统计。
具体地，设计电能表内置程序算法，统计电能表内部EEPROM存储器和FLASH存储器的擦写次数，其中EEPROM存储器以任意字节地址写入累计次数统计，FLASH存储器以任意扇区地址的累计擦除次数统计。具体设计原理是将统计存储器写地址次数的函数作为一个钩子函数，该钩子函数被写存储器函数调用，每一次写存储器时，该钩子函数保存了最近写的50个地址及该地址对应的写次数，每次写入地址首先与这里保存的最近的50个地址比对，如有相同的，则增加该地址对应的写入次数计数，并将这50个地址对应的写入次数进行排序。
步骤202，根据分析的结果判断非易失性数据存储器的使用寿命是否存在异常。
在一实施例中，根据分析的结果判断非易失性数据存储器的使用寿命是否存在异常，包括：分别对统计的EEPROM任意字节地址写入次数以及FLASH任意扇区地址的擦除次数进行分析，当EEPROM存储器写入次数最多的地址超过预设的第一阈值时判断EEPROM存储器的使用寿命存在异常，或者FLASH扇区擦除次数最多的扇区地址超过预设的第二阈值时判断FLASH存储器的使用寿命存在异常。
具体地，分别对步骤201统计的EEPROM任意字节地址写入次数以及FLASH任意扇区地址的擦除次数进行判断。当EEPROM写入次数最多的地址超过预设的第一阈值(例如但不限于为100万次)，或者FLASH扇区擦除次数最多的扇区地址超过预设的第二阈值(例如但不限于为10万次)，则记录存储器使用寿命不足的严重告警，告知设计开发人员进行排查纠正，然后再进入步骤201进行排序，直到存储器写入次数最多的地址均没有超过则判定为存储器寿命测试合格。
从而，本发明利用软件侵入式加速逻辑运行，通过电能表内置的时间计时加速程序对电能表万年历时间相关功能进行遍历加速，然后再由内置的监控程序对电能表既定时间相关功能进行功能准确性验证。并且，还对电能表的非易失性数据存储器的擦写次数进行分析与统计，预测电能表的内部非易失性数据存储器的使用寿命。因此，可以对电能表软件开发过程中遗留的长周期隐藏bug缺陷进行有效识别和验证。
示例性装置
图3是本发明一示例性实施例提供的电能表固件的寿命可靠性测试装置300的结构示意图。如图3所示，本实施例包括：遍历加速模块310，用于对电能表的万年历时间相关功能进行遍历加速；功能准确性验证模块320，用于在遍历加速的情况下，对电能表的与时间相关的功能数据进行功能准确性验证，以生成验证的结果；以及异常判断模块330，用于根据验证的结果判断电能表的时间同步运行功能是否存在异常。
本发明的实施例的电能表固件的寿命可靠性测试装置300与本发明的另一个实施例的电能表固件的寿命可靠性测试方法相对应，在此不再赘述。
示例性电子设备
图4是本发明一示例性实施例提供的电子设备的结构。该电子设备可以是第一设备和第二设备中的任一个或两者、或与它们独立的单机设备，该单机设备可以与第一设备和第二设备进行通信，以从它们接收所采集到的输入信号。图4图示了根据本公开实施例的电子设备的框图。如图4所示，电子设备包括一个或多个处理器41和存储器42。
处理器41可以是中央处理单元(CPU)或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其他形式的处理单元，并且可以控制电子设备中的其他组件以执行期望的功能。
存储器42可以包括一个或多个计算机程序产品，计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。所述易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(RAM)和/或高速缓冲存储器(cache)等。所述非易失性存储器例如可以包括只读存储器(ROM)、硬盘、闪存等。在所述计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序指令，处理器41可以运行所述程序指令，以实现上文所述的本公开的各个实施例的软件程序的对历史变更记录进行信息挖掘的方法以及/或者其他期望的功能。在一个示例中，电子设备还可以包括：输入装置43和输出装置44，这些组件通过总线系统和/或其他形式的连接机构(未示出)互连。
此外，该输入装置43还可以包括例如键盘、鼠标等等。
该输出装置44可以向外部输出各种信息。该输出设备44可以包括例如显示器、扬声器、打印机、以及通信网络及其所连接的远程输出设备等等。
当然，为了简化，图4中仅示出了该电子设备中与本公开有关的组件中的一些，省略了诸如总线、输入/输出接口等等的组件。除此之外，根据具体应用情况，电子设备还可以包括任何其他适当的组件。
示例性计算机程序产品和计算机可读存储介质
除了上述方法和设备以外，本公开的实施例还可以是计算机程序产品，其包括计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本公开各种实施例的对历史变更记录进行信息挖掘的方法中的步骤。
所述计算机程序产品可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本公开实施例操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言，诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。
此外，本公开的实施例还可以是计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本公开各种实施例的对历史变更记录进行信息挖掘的方法中的步骤。
所述计算机可读存储介质可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
以上结合具体实施例描述了本公开的基本原理，但是，需要指出的是，在本公开中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本公开的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本公开为必须采用上述具体的细节来实现。
本说明书中各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似的部分相互参见即可。对于系统实施例而言，由于其与方法实施例基本对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
本公开中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。
可能以许多方式来实现本公开的方法和装置。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本公开的方法和装置。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本公开的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本公开实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本公开的方法的机器可读指令。因而，本公开还覆盖存储用于执行根据本公开的方法的程序的记录介质。
还需要指出的是，在本公开的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本公开的等效方案。提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本公开。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本公开的范围。因此，本公开不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。
为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本公开的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。
Claims (10)
1.一种电能表固件的寿命可靠性测试方法，其特征在于，包括：
对电能表的万年历时间相关功能进行遍历加速；
在遍历加速的情况下，对电能表的与时间相关的功能数据进行功能准确性验证，以生成验证的结果；以及
根据验证的结果判断电能表的时间同步运行功能是否存在异常。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对电能表的万年历时间相关功能进行遍历加速，包括：
通过电能表内置的时间计时加速程序，将电能表的万年历时间模块的万年历时间进位周期缩短预设倍数；以及
通过电能表内置的走字加速程序，加速电能表的电能数据走字。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在遍历加速的情况下，对电能表的与时间相关的功能数据进行功能准确性验证，以生成验证的结果，包括：
在加速电能数据走字的情况下，通过电能表内置的监控程序获取电能表的电能数据；以及
对电能数据进行测试验证，以生成电能数据的验证结果。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在遍历加速的情况下，对电能表的与时间相关的功能数据进行功能准确性验证，以生成验证的结果，还包括：
通过电能表内置的监控程序获取电能表的冻结数据；以及
在冻结参数点的时间，对冻结数据进行测试验证，以生成冻结数据的验证结果。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在遍历加速的情况下，对电能表的与时间相关的功能数据进行功能准确性验证，以生成验证的结果，还包括：
通过电能表内置的监控程序获取电能表的结算数据；以及
在结算点参数的时间，对结算数据进行测试验证，以生成结算数据的验证结果。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在遍历加速的情况下，对电能表的与时间相关的功能数据进行功能准确性验证，以生成验证的结果，还包括：
通过电能表内置的监控程序获取电能表的负荷曲线数据；以及
在负荷曲线间隔参数点的时间，对负荷曲线数据进行测试验证，以生成负荷曲线数据的验证结果。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据验证的结果判断电能表的时间同步运行功能是否存在异常，包括：
根据验证的结果，判断与时间相关的功能数据的进位、翻转、转存时间是否存在异常。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
对电能表内部的非易失性数据存储器的擦写次数进行统计和分析；以及
根据分析的结果判断非易失性数据存储器的使用寿命是否存在异常。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，
对电能表内部的非易失性数据存储器的擦写次数进行统计和分析，包括：统计电能表内部EEPROM存储器和FLASH存储器的擦写次数，其中EEPROM存储器以任意字节地址写入累计次数统计，FLASH存储器以任意扇区地址的累计擦除次数统计；并且
根据分析的结果判断非易失性数据存储器的使用寿命是否存在异常，包括：分别对统计的EEPROM任意字节地址写入次数以及FLASH任意扇区地址的擦除次数进行分析，当EEPROM存储器写入次数最多的地址超过预设的第一阈值时判断EEPROM存储器的使用寿命存在异常，或者FLASH扇区擦除次数最多的扇区地址超过预设的第二阈值时判断FLASH存储器的使用寿命存在异常。
10.一种电能表固件的寿命可靠性测试装置，其特征在于，包括：
遍历加速模块，用于对电能表的万年历时间相关功能进行遍历加速；
功能准确性验证模块，用于在遍历加速的情况下，对电能表的与时间相关的功能数据进行功能准确性验证，以生成验证的结果；以及
异常判断模块，用于根据验证的结果判断电能表的时间同步运行功能是否存在异常。
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