-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein entsprechendes Computerprogramm zum Ermitteln einer Abfolge von Befehlen, die bei Ausführung auf einem elektronischen Gerät zu dessen Absturz führen.
-
Moderne Meßaufbauten bestehen häufig aus einer Vielzahl von Meßgeräten. Bei der Durchführung von Messungen ist es daher erforderlich, Meßschritte, welche auf verschiedene Meßgeräte verteilt sind, in einer wohl definierten Abfolge durchzuführen. Zur Vereinfachung des Bedienungsablaufs sind daher verschiedene Systeme entwickelt worden, so daß die Geräte über ein Bussystem miteinander kommunizieren können. In 1 ist ein hierzu üblicherweise verwendeter IEC-Bus dargestellt, mit dem eine solche herstellerübergreifende Kommunikation zwischen einzelnen Meßgeräten möglich ist. Dieses Bussystem ist z. B. in U. Tietze und Ch. Schenk, ”Halbleiter-Schaltungstechnik”, 9. Auflage, 1991, ISBN 3-540-19475-4, Seiten 695–700, beschrieben
-
Bei der Entwicklung neuer, IEC-Bus-fähiger Meßgeräte ist ein wichtiges Entwicklungsziel, daß die Gesamtheit an ausführbaren Befehlen das Meßsystem nicht in einen instabilen Zustand bringen kann. Ein solcher instabiler Zustand ist zum Beispiel erreicht, wenn ein einzelnes Meßgerät nicht mehr auf im IEC-Bus ankommende Befehle reagiert. Ein solcher unerwarteter Gerätehalt kann dazu führen, daß der gesamte IEC-Bus blockiert ist. Die Überprüfung im Hinblick auf eventuell auftretende unerwartete Gerätehalte erfolgt bislang durch eine systematische Untersuchung durch einen Entwickler. Der Entwickler führt dabei eine Abfolge von Befehlen auf dem Meßgerät aus. Tritt bei der Ausführung in dieser Folge von Befehlen ein unerwarteter Gerätehalt ein, so wird die Folge von Befehlen, die zum Auftreten des Halts führte, von dem Entwickler untersucht. Der Zeitaufwand einer solchen Vorgehensweise ist sehr groß und setzt eine große Erfahrung des Entwicklers bei der analytischen Fehlersuche voraus.
-
Aus der
US 5,844,909 ist es bekannt, aus einer großen Anzahl von Testmustern zum Testen eines integrierten Schaltkreises einen kleinen Teil von Testmustern herauszugreifen und hierfür eine Wahrscheinlichkeit der Fehlererkennung zu bestimmen. Durch Austauschen der in dem kleinen Teil von Testmustern enthaltenen Testmuster durch andere Testmuster aus der Gesamtzahl von Testmustern läßt sich diejenige Auswahl an Testmustern bestimmen, die die höchste Wahrscheinlichkeit zur Fehlererkennung aufweist.
-
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und ein Computerprogramm zu schaffen, mit dem aus einer Gesamtheit durchführbarer Befehle eine möglichst kurze Folge von Befehlen ermittelbar ist, die Auslöser eines festgestellten unerwarteten Gerätehalts ist.
-
Die Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren nach Anspruch 1 und das erfindungsgemäße Computerprogramm nach Anspruch 12 oder Anspruch 13 gelöst.
-
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt in der automatischen Eingrenzung sowie der Ansteuerung des zu testenden Gerätes über ein Bussystem. Von besonderem Vorteil dabei ist, daß zu Beginn der Untersuchung keine Einschränkung der durchführbaren Befehle vorgenommen wird. Ausgangspunkt ist die Gesamtheit aller theoretisch durchführbaren Befehle. Die von dem Meßgerät abzuarbeitende Befehlsfolgen können durch mehrfaches Wiederholen von Einzelbefehlen in beliebiger Reihenfolge einige Millionen Einzelbefehle enthalten. Durch das Verkürzen solcher Befehlsfolgen ist das Ermitteln eines kausalen Zusammenhangs zwischen der Abfolge von Befehlen und einem Auftreten eines unerwarteten Gerätehalts überhaupt erst möglich. Die zuletzt zurückbleibende kurze Sequenz von Befehlen kann dann wiederum durch den Entwickler analytisch untersucht werden, wobei diese Sequenz oft schon auf einige wenige Einzelbefehle beschränkt ist.
-
Das Verkürzen der Folge von Befehlen geschieht dabei in mehreren Schritten, wobei in jedem Schritt ein Ausführungsdurchlauf durchgeführt wird, dessen Ergebnisse protokolliert werden. Das Protokollieren der Ausführungsergebnisse in sogenannten Report-Files bietet weiterhin den Vorteil, daß die gesamte Historie dokumentierbar ist.
-
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung eines IEC-Busses gemäß dem Stand der Technik;
-
2 ein vereinfachtes Flußdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens;
-
3 ein hierarchisch aufgebautes System ausführbarer Befehle;
-
4 einen Ausschnitt eines beispielhaften Script-Files;
-
5 einem Ausschitt eines beispielhaften Report-Files;
-
6 einen Ausschnitt eines ersten, verkürzten Script-Files;
-
7 einen Ausschnitt eines zweiten, verkürzten Script-Files; und
-
8 ein Ausschnitt eines dritten, verkürzten Script-Files.
-
In 1 ist ein IEC-Bus 1 nach dem Stand der Technik dargestellt Der IEC-Bus 1 verbindet einen Treiberrechner 2 über Busleitungen mit einem ersten Meßgerät 3a, sowie einem zweiten Meßgerät 3b, sowie weiteren nicht dargestellten Meßgeräten. Die Busleitungen gliedern sich in drei Gruppen, wobei als allgemeine Steuerleitungen 4 fünf Einzelleitungen benötigt werden, drei weitere Einzelleitungen, die Handshake-Leitungen 5 bilden und über weitere acht Einzelleitungen die Datenübertragung stattfindet. Die acht Einzelleitungen zum Datentransport sind in der 1 mit dem gemeinsamen Bezugszeichen 6 bezeichnet. Die Durchführung des im nachfolgenden detailliert beschriebenen Verfahrens ist grundsätzlich auch mit mehreren Meßgeräten 3a, 3b möglich, wird jedoch zum leichteren Verständnis nachfolgend für einen Steuerrechner sowie nur ein damit verbundenes Meßgerät 3a dargestellt.
-
In 2 ist ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. In einem ersten Schritt 7 werden aus dem hierarchisch aufgebauten Befehlsystem, wie es unter Bezugnahme auf 3 nachstehend noch erläutert wird, alle denkbaren Einzelbefehle CMD aufgelistet und in einem File gespeichert. Die Auflistung dieser Befehlsgesamtheit umfaßt alle über die Datenleitungen 6 des IEC-Busses 1 an die Meßgeräte 3a, 3b übermittelbaren Einzelbefehle CMD. In Schritt 9 wird, nach der Durchführung eines sogenannten ”Coldboots” des Meßgeräts 3a in Schritt 8 zum Erzeugen reproduzierbarer Startbedingungen, einer der systematisch aufgeführten Einzelbefehle CMD aus dem File ausgelesen und dieser willkürlich herausgegriffene Einzelbefehl CMD an das Meßgerät 3a übermittelt. Es ist dabei unerheblich, ob die Ausführung bestimmter Einzelbefehle CMD nach dem vorangegangenen Einzelbefehl CMD sinnvoll ist oder nicht. Die Ausführung von Einzelbefehlen in zufälliger Reihenfolge wird so lange fortgesetzt, bis ein unerwarteter Gerätehalt auftritt. Durch das mehrfache Abarbeiten von Einzelbefehlen wird dabei eine Befehlsfolge von möglicherweise einigen Millionen Einzelbefehlen erzeugt.
-
In einem Report-File REP, dessen Aufbau nachfolgend noch erläutert wird, werden die Antworten des Meßgeräts sowie die abgesetzten Einzelbefehle protokolliert, wie dies in den Schritten mit den Bezugszeichen 35 und 36 angegeben ist. Mit Hilfe eines Texteditors wird aus diesem Report-File REP ein erstes Script-File SCR erzeugt (Schritt 37), das alle bis zu dem unerwarteten Gerätehalt ausgeführten Einzelbefehle CMD enthält, also ein exaktes Abbild der zufällig generierten Befehlsfolge ist, die zu dem Gerätehalt führte. Das so erzeugte Script-File SCR dient als Ausgangsbasis für das weitere Vorgehen.
-
Der neuerliche ”Coldboot” 11 wird dabei vorzugsweise ebenfalls von dem Treiberrechner 2 über den IEC-Bus 1 angesteuert. Nachdem das Meßgerät 3a betriebsbereit ist, wird in Schritt 12 der erste Befehl von dem Treiberrechner 2 an das Meßgerät 3a übermittelt. Dieser erste Befehl CMD entspricht der ersten Zeile des Script-Files SCR. Nachdem korrekten Empfangen des Befehls CMD wird in Schritt 13 der dargestellte Befehl CMD durch das Meßgerät 3a ausgeführt. In Schritt 14 ist gezeigt, daß das Absetzen eines Befehls CMD in dem Report-File REP gespeichert wird. In dem Report-File REP wird eine Reihe weiterer Informationen abgelegt, die nachstehend unter Bezugnahme auf 5 erläutert werden.
-
Die Ausführung eines Befehls CMD wird von dem Meßgerät 3a mit einem Kommentar an den Treiberrechner 2 zurückgemeldet. Diese Antwort des Meßgeräts 3a wird ebenfalls in dem Report-File REP in Schritt 15 abgelegt. Führt der Versuch, einen Einzelbefehl CMD in Schritt 13 auszuführen, bei dem Meßgerät 3a zu einem Absturz, also einem unerwarteten Gerätehalt, so kann der Treiberrechner 2 keine Antwort des Meßgeräts 3a empfangen.
-
Die kritische Abfolge von Einzelbefehlen CMD, welche zu dem unerwarteten Gerätehalt führte, ist bis zu diesem Zeitpunkt in dem Report-File REP mitprotokolliert. Aus diesen in dem Report-File REP protokollierten Einzelbefehlen CMD wird nun unter Verwendung einer noch zu beschreibenden Methode ein neues, verkürztes Script-File SCR erstellt. Dazu wird in einem ersten Schritt 16 zunächst eine Methode ausgewählt, die der Reduzierung von Einzelbefehlen CMD dienen soll. Die so reduzierte Anzahl von Einzelbefehlen CMD wird in einem neuen Script-File SCR in Schritt 17 abgelegt. Ebenfalls neu angelegt wird in einem nächsten Schritt 18 ein neues Report-File REP, um zu verhindern, daß das bisherige Report-File REP überschrieben wird. Dabei bleibt die Historie aller durchgeführten Testläufe erhalten. Nachdem so die Ausgangsbedingungen für einen neuerlichen Ausführungsdurchlauf hergestellt sind, wird das System wieder in einen Zustand versetzt, der dem Zustand vor dem ersten Ausführungsdurchlauf entspricht. Dies bedeutet auch, daß das Meßgerät 3a wieder mit einem ”Coldboot” in Schritt 11 in Betriebsbereitschaft gebracht wird. Wird dagegen in Schritt 13 ein Einzelbefehl CMD durch das Meßgerät 3a korrekt ausgeführt und dementsprechend beantwortet, so wird nach dem Protokollieren in Schritt 15 in dem Report-File REP zunächst überprüft, ob in dem zuvor durchgeführten Ausführungsdurchlauf an dieser Stelle ein unerwarteter Gerätehalt auftrat. Ist auch in dem vorigen Ausführungsdurchlauf an dieser Stelle kein unerwarteter Gerätehalt aufgetreten, so kann die nächste Zeile des Script-Files SCR, also der nächste Einzelbefehl CMD, entsprechend Schritt 12 über den IEC-Bus 1 an das Meßgerät 3a übermittelt werden.
-
Ist dagegen der unerwartete Gerätehalt in dem zuvor durchgeführten Ausführungsdurchlauf aufgetreten, ist während des aktuellen Ausführungsdurchlaufs dagegen das entsprechende Kommando fehlerfrei ausgeführt worden, so wird die Erstellung eines weiteren verkürzten Script-Files SCR auf Basis eines in Schritt 17 aufgerufenen alten Report-Files REP durchgeführt. Grund hierfür ist, daß eine sinnvolle Eingrenzung der auszuführenden Befehle CMD zum Auffinden einer kritischen Befehlsfolge nur dann durchgeführt werden kann, wenn die Fehlerursache durch Verkürzen des Script-Files SCR nicht beseitigt wird.
-
Der Vorgang der Verkürzung des Script-Files SCR wird so oft wiederholt, bis eine übersichtliche Anzahl von Einzelbefehlen CMD übrigbleibt. Ein weiteres Abschlußkriterium ist, wenn durch keine der möglichen Methoden zur Erstellung eines verkürzten Script-Files SCR der letzte unerwartete Gerätehalt erhalten bleiben kann.
-
In 3 ist schematisch der hierarchische Aufbau des Befehlsystems dargestellt. Ein vollständiger Einzelbefehl CMD besteht dabei aus mehreren Teilen, die entsprechend verschiedenen Ebenen 21.1 bis 21.n analog einem Dateibaum zusammengesetzt werden. Demnach entspricht jeder vollständige Einzelbefehl CMD, der zur Gesamtheit der Befehle beiträgt, einen vollständigen Ast von der obersten bis zur niedrigsten erreichbaren Ebene. Für den Einzelbefehl ”CAL1:STAT:BTS:CCDF ON” ist dies beispielhaft in 3 ausgeführt. Die Vielzahl der Verzweigungen, die auf jeder der hierarchischen Ebenen möglich sind, führt zu der hohen Anzahl an insgesamt verfügbaren Befehlen CMD.
-
Die Auflistung aller möglichen Einzelbefehle CMD gemäß Schritt 7 aus 2 entspricht daher jedem möglichen Pfad durch alle Hierarchie-Ebenen 21.1 bis 21.n in 3.
-
Ein Beispiel für einen ersten Teil eines Script-Files SCR, wie es nach dem ersten Ausführen von Befehlen CMD in einer zufälligen Reihenfolge gemäß Schritt 37 erstellt wird, ist in 4 dargestellt. Jede Zeile entspricht damit einem vollständigen Einzelbefehl. Der erste Befehl eines jeden Script-Files ist immer ein Reset-Befehl 22.
-
In 5 ist beispielhaft ein Ausschnitt eines während eines Ausführungsdurchlaufs protokollierten Report-Files REP dargestellt. Die Klartextdarstellung zeigt zwischen jeweils zwei Zeichenfolgen 23 sämtliche Informationen, die zu jeweils einer Befehlszeile eines Script-Files SCR abgelegt werden. Zu jedem Einzelbefehl CMD wird dabei zunächst eine Systemzeit 27 abgelegt, zu der der Einzelbefehl CMD von dem Treiberrechner 2 abgesetzt wird. Nach der Systemzeit 27 wird die laufende Nummer 28 des Einzelbefehls CMD abgelegt, gefolgt von dem vollständig dargelegten Einzelbefehl CMD. Als letzte Bemerkung bezüglich des abgeschickten Einzelbefehls CMD wird protokolliert, ob der Treiberrechner 2 von dem Meßgerät 3a eine Antwort erwartet. Im vorliegenden Fall Ist für das Erwarten einer Antwort die Option ”*OPC” gesetzt. Die nachfolgenden Informationen beinhalten eine Systemantwort 30. Darunter sind alle Informationen zu verstehen, welche das Meßgerät 3a an den Treiberrechner 2 zurücksendet.
-
Dem ersten Protokoll 24 eines ausgeführten Reset-Befehls RST ist beispielsweise keine Fehlermeldung zu entnehmen. Dem dritten Protokoll 25 des Befehls Nr. 3 ist dagegen zu entnehmen, daß der wiederum in der ersten Zeile des Protokolls 25 stehende Befehl CMD nicht ausgeführt werden konnte. Das Meßgerät 3a quittiert einen nicht ausführbaren Einzelbefehl CMD mit einer Fehlermeldung ”Error”, bleibt jedoch weiterhin über den IEC-Bus 1 ansteuerbar. Auf dieselbe Weise wie beispielhaft anhand der Protokolle 24 und 25 dargelegt, werden alle Einzelbefehle CMD, welche in einem Script-File SCR gespeichert sind, nacheinander abgearbeitet, bis ein unerwarteter Gerätehalt auftritt. Ein solcher unerwarteter Gerätehalt markiert damit das Ende eines Report-Files REP.
-
Aufgrund der in dem Report-File REP enthaltenen Informationen wird nun ein neues Script-File SCR erzeugt, wobei gezielt eine Anzahl von Einzelbefehlen CMD bei der Erstellung des neuen Script-Files SCR gestrichen wird.
-
In 6 ist ein erstes aus dem Report-File REP der 5 erzeugtes neues Script-File SCR dargestellt. Zur Reduzierung der Anzahl der Einzelbefehle CMD wurden dabei sämtliche Befehle CMD entfernt, bei deren Ausführung durch das Meßgerät 3a eine Fehlermeldung in dem Report-File REP protokolliert wurde. Mit dieser Methode läßt sich häufig bereits ein Großteil der Einzelbefehle CMD eliminieren, da oft ganze Befehlsgruppen während bestimmter Betriebszustände des Meßgeräts 3a nicht durchführbar sind.
-
7 zeigt des Ergebnis einer zweiten möglichen Vorgehensweise zur Verkürzung des Script-Files SCR. Dabei wird jeweils ein gesamter Block von Befehlen CMD herausgenommen, dessen Durchführung vollständig innerhalb eines Betriebszustandes des Meßgeräts 3a liegt. Als Blockbeginn wird dabei derjenige Befehl CMD angesehen, der das Meßgerät 3a in einen bestimmten Zustand bringt. Zu dem Block gehören dann alle weiterhin durchgeführten Befehle CMD, bei denen dieser bestimmte Betriebszustand des Meßgeräts nicht verändert wird. Das Blockende wird durch denjenigen Befehl CMD gebildet, der den zuvor eingenommenen bestimmten Gerätezustand aufhebt. Im dargestellten Report-File REP der 5 wird beim Protokoll 25 ein solcher bestimmter Gerätezustand durch den Befehl Nr. 3 erzeugt. Dieser Betriebszustand wird erst mit dem Befehl Nr. 56 wieder geändert. Entfernt man alle dazwischenliegenden Einzelbefehle CMD, so erhält man aus dem Report-File REP der 5 das in 7 dargestellte neue verkürzte Script-File SCR.
-
Eine andere Methode, um einen vollständigen Befehlsblock zum Löschen auszuwählen, ist als Ergebnis in 8 dargestellt. Dabei nutzt man aus, daß durch verschiedene in einem Script-File SCR verteilt angeordnete Reset-Befehle ein immer gleicher Ausgangszustand des Meßgeräts 3a hergestellt wird. Durch die Ausführung eines solchen Reset-Befehls wird also die Vorgeschichte, welche durch die Abarbeitung von Einzelbefehlen CMD erzeugt wird, gelöscht. Tritt nun ein unerwarteter Gerätehalt auf, so kann dieser theoretisch nicht durch die vor dem letzten Reset-Befehl ausgeführten Einzelbefehle CMD begründet sein. Dementsprechend können alle Einzelbefehle CMD, welche in der zeitlichen Abfolge vor dem letzten Reset-Befehl durchgeführt wurden, gelöscht werden.
-
Vor einem Ausführungsdurchlauf in einem solchermaßen verkürzten neuen Script-File SCR ist ein ”Coldboot” des Meßgeräts bzw. des gesamten Systems durchzuführen. Damit wird sichergestellt, daß alle Systemeinstellungen in immer dem gleichen Zustand sind.
-
Bei einem wiederholten Durchführen eines Ausführungsdurchlaufs mit anschließender Verkürzung und Erstellung eines neuen Script-Files SCR kann es sinnvoll sein, zur Verkürzung des neuen Script-Files SCR jeweils eine Methode zu verwenden, welche bei der vorangegangenen Verkürzung des Script-Files SCR nicht angewandt wurde. Das Anwenden einer anderen als der zuvor benutzten Methode ist auch dann sinnvoll, wenn durch die Verkürzung eines Script-Files SCR ein Teil der Befehle CMD, welche Auslöser für einen unerwarteten Gerätehalt sind, herausgelöscht wurden. Wie in der Beschreibung zu 2 bereits dargelegt, kann dann auf ein älteres Report-File REP zurückgegriffen werden, und durch Verwendung einer anderen Methode zur Verkürzung ein neues Script-File SCR erstellt werden, so daß ein weiterer Ausführungsdurchlauf gestartet werden kann.
-
Mit dem beschriebenen Verfahren läßt sich eine zunächst unüberschaubare Anzahl von Einzelbefehlen CMD mit geringem Aufwand soweit reduzieren, daß letztlich der kausale Zusammenhang eines Geräteabsturzes mit einer Folge von Einzelbefehlen CMD aus der geringen Restzahl von beispielsweise 10 oder 15 Einzelbefehlen CMD analysiert werden kann.
