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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Konfigurieren von
Testeinrichtungen, sowie ferner ein Testverfahren und Testeinrichtungen.
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Hintergrund der Erfindung
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Heutzutage
werden in vielen Bereichen der Technik zunehmend komplexere Systeme
mit digitalen Komponenten entwickelt und verwendet. Dies betrifft
unter anderem den Bereich der Luftfahrt, der Computertechnologie,
der Fahrzeugtechnologie und der Kommunikationstechnologie.
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Die
zunehmende Komplexität dieser Systeme beruht teilweise
auf der zunehmenden Anzahl verwendeter Komponenten, wird teilweise
aber auch durch die zunehmende Komplexität der einzelnen Komponenten
selbst hervorgerufen, beispielsweise durch die ständige
Zunahme der Schaltungsdichte auf Halbleiterelementen.
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Bevor
derartige Systeme einsatzreif sind, müssen sie auf korrekte
Funktionalität getestet werden. Eine hohe Komplexität
solcher zu testender Systeme macht allerdings das Testen kompliziert
und aufwendig. Insbesondere dann, wenn eine Vielzahl von Komponenten
miteinander in Verbindung stehen, ist ein zuverlässiges
Testen außerordentlich komplex und zeitaufwendig. Sofern
sich ein System noch in der Entwicklung befindet und regelmäßigen
Anpassungen und Änderungen unterliegt, ergeben sich ständig
wechselnde Anforderungen für das Testverfahren. Dann ist
es in der Regel nicht möglich, ein automatisches Testen
eines Systems in der Entwicklung durchzuführen. Im Allgemeinen
ist stattdessen ein manueller Testbetrieb notwendig, und ein Testingenieur
muss an vielen Stellen direkt in die Testentwicklung, Konfiguration
und Ausführung eingreifen.
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Im
Stand der Technik wird in der Regel so vorgegangen, dass ein System,
beispielsweise eine integrierte Schaltung, durch eine Simulation
abgebildet wird. Die integrierte Schaltung wird mit Signalen angesteuert
und ihr Antwortverhalten wird registriert und mit dem Verhalten
der Simulation verglichen, um eventuelle Fehler der Schaltung festzustellen.
Um ein solches Verfahren durchführen zu können,
ist es notwendig, dass die Daten für die Simulation den
idealen Zustand der zu testenden Vorrichtung vollständig
und korrekt beschreiben. Ein Fehler in der Simulation macht einen
korrekten Testvorgang unmöglich und kann sogar zu gefährlich
falschen Testergebnissen führen. Verfahren dieser Art werden
in beispielsweise in den Schriften
US 2002/0073375 A1 und
US 2004/0225459 A1 behandelt.
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Mit
derartigen Verfahren des Standes der Technik werden zumeist bereits
fertig entwickelte Komponenten auf korrektes Funktionieren als Teil der
Qualitätskontrolle bei der Herstellung getestet. Diese
Verfahren sind allerdings nicht darauf ausgelegt, zu testen, ob
etwa ein Gesamtsystem in der Entwicklung bei Verwenden einer bestimmten
zu testenden Vorrichtung innerhalb bestimmter vorgegebener Systemparameter
betrieben werden kann, also bestimmte Systemerfordernisse erfüllen
kann. Dafür sind aufwendige Tests größerer
Systemteile oder sogar des Gesamtsystems erforderlich.
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Ein
weiteres, damit zusammenhängendes Problem beim Stand der
Technik besteht darin, dass die zu testende Vorrichtung nicht in
der Umgebung getestet wird, in der sie eingesetzt wird. Die zum
Testen an die zu testende Vorrichtung übertragenen Signale
sind von der zukünftigen Systemumgebung unabhängig.
Die Systemumgebung selbst wird nicht abgebildet, so dass sich eine
sehr unvollständige Umgebung für die zu testende
Vorrichtung ergibt und ein dynamisches Umfeld, wie es sich im Einsatz
ergeben kann, nicht in die Prüfung einbezogen wird. Auch
führen Änderungen der Systemumgebung dazu, dass die
an die zu testende Vorrichtung zu übertragenden Signale
manuell angepasst werden müssen.
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Es
besteht demnach ein Bedarf für ein Verfahren und ein System
zum Testen von Komponenten eines Systems, die leicht an Änderungen
der zu testenden Vorrichtung und/oder ihrer Systemumgebung angepasst
werden können und die auch die anderen angesprochenen Probleme
löst. Dazu ist zunächst einmal erforderlich, eine
Testeinrichtung vor dem eigentlichen Testen zu konfigurieren.
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Abriss der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung schlägt zur Lösung der oben
erwähnten Aufgaben ein Verfahren zum Konfigurieren einer
Testeinrichtung für eine zu testende Vorrichtung vor, die
als Komponente eines Systems vorgesehen ist, das mehrere Komponenten enthält,
wobei die Komponenten des Systems durch Datensätze beschrieben
werden, die Elemente aufweisen, welche Beziehungen von Komponenten
untereinander beschreiben. Das Verfahren umfasst die Schritte des
Verknüpfens der Datensätze und Erzeugens einer
Systembeschreibung basierend auf den verknüpften Datensätzen, des
Simulierens des Systems mittels einer Simulation mittels einer Simulationseinrichtung
basierend auf der Systembeschreibung, wobei ein Abbild der zu testenden
Vorrichtung in der Simulation erfasst wird, des Entfernens des Abbilds
der zu testenden Vorrichtung aus der Simulation und des Bereitstellens
einer oder mehrere Testschnittstellen zur Kommunikation zwischen
der Simulationseinrichtung und der zu testenden Vorrichtung.
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Erfindungsgemäß wird
somit ein Testsystem konfiguriert, das eine Simulation einer Systemumgebung
der zu testenden Vorrichtung und nicht nur die von einer Umgebung
erzeugten Signale über die eine oder die mehreren Testschnittstellen
bereitstellt. Die Simulation enthält ein virtuelles Abbild
der zu testenden Vorrichtung sowie virtuelle Abbilder der anderen Komponenten,
die als zum System gehörend definiert sind. Ferner werden
die Beziehungen der Komponenten untereinander abgebildet, was beispielsweise
die Kommunikationmöglichkeiten zwischen den Komponenten
beschreiben kann. Aus dieser Simulation wird das virtuelle Abbild
der zu testenden Vorrichtung herausgelöst. Dabei ist darauf
zu achten, dass nur das Abbild dieser Vorrichtung aus der Simulation
entfernt wird, die Verbindungen bzw. Beziehungen der Komponenten
jedoch erhalten bleiben. Es ergibt sich so eine Art Leerstelle in
der Simulation, zu der weiterhin Verbindungen laufen. Damit wird
eine virtuelle Systemumgebung für die zu testende Vorrichtung
geschaffen, die über die Testschnittstellen und eventuell
weitere geeignete Maßnahmen (wie etwa weitere Software-Schnittstellen)
mit den nach dem Entfernen des Abbilds der zu testenden Komponente
offenen Verbindungen verbunden werden kann. Die Verbindungen zu
dem Abbild der zu testenden Komponente werden also derart gekappt,
dass virtuell dieses Abbild entfernt werden kann und durch die tatsächliche
zu testende Einheit ersetzt werden kann. Somit lässt sich
ein umfassender Test der zu testenden Vorrichtung vornehmen. Ferner
trägt die Konfiguration der Testeinrichtung Änderungen
bei Komponenten des Systems Rechnung, indem diese in die Systembeschreibung
und nachfolgend in die Simulation integriert werden. Dies schließt
automatisch Änderungen der zu testenden Vorrichtung mit ein.
Durch dieses Verfahren wird im Vergleich zum Stand der Technik ein
größerer Fokus auf die Systemumgebung statt nur
auf die zu testende Vorrichtung gelegt. Das Konfigurieren der Testeinrichtung
kann teilweise in Software erfolgen, andererseits ist jedenfalls
zum Bereitstellen einer oder mehrerer Testschnittstellen an der
Testeinrichtung zur Kommunikation mit der zu testenden Vorrichtung
Hardware erforderlich. Das Verknüpfen der Datensätze
erfolgt nach Maßgabe der die Beziehungen der Komponenten
untereinander beschreibenden Elemente der Datensätze.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass
Datensätze ferner weitere Eigenschaften einer Komponente
beschreibende Elemente aufweisen. Dadurch können auch Eigenschaften
in die Systembeschreibung aufgenommen werden, die nicht unmittelbar
Beziehungen der Komponenten untereinander zugeordnet sind, wie beispielsweise
Zustände einer Komponente, benötigte Ressourcen und ähnliches.
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Vorzugsweise
werden beim Verknüpfen die Beziehungen der Komponenten
beschreibenden Elemente der Datensätze auf Konsistenz überprüft.
Dadurch lässt sich feststellen, ob die Beziehungen der Komponenten
untereinander konsistent durch die Datensätze beschrieben
werden, ob sich also ein konsistentes System von Beziehungen ergibt.
Es ist vorteilhaft, dass dann, wenn eine Inkonsistenz festgestellt
wird, diesbezügliche Informationen ausgegeben werden. Diese
stellen wertvolle Entwicklungsdaten dar und können dann
beispielsweise an Entwickler weitergeleitet werden, welche die Datensätze
beziehungsweise die zugehörigen Komponenten entsprechend
anpassen. Es können dabei auch die Datensätze
insgesamt auf Konsistenz überprüft werden, damit
auch die weiteren Eigenschaften der Komponenten erfasst werden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform wird der Schritt, die
Datensätze zu verknüpfen und die Systembeschreibung
zu erzeugen, durchgeführt, ohne Beziehungen der Komponenten
beschreibende Elemente der Datensätze zu berücksichtigen,
die nicht konsistent sind. Diese werden also weggelassen, so dass
sich bezüglich der Beziehungen der Komponenten untereinander
immer eine konsistente Systembeschreibung ergibt. Dadurch werden
undefinierte Zustände in der Simulation vermieden und Fehlerquellen
ausgeschaltet. Gleichzeitig führt dies zu einer Simulation
des Systems, die recht nahe an der Leistungsfähigkeit des
simulierten Systems liegt, da dieses nur innerhalb seines konsistent
spezifizierten Bereich angemessen funktionsfähig ist. Alternativ wird
der Schritt, die Datensätze zu verknüpfen und die
Systembeschreibung zu erzeugen, ohne Berücksichtigung von
Elementen der Datensätze durchgeführt, die nicht
konsistent sind. Dadurch wird eine sogar noch bessere Simulation
der tatsächlichen Leistungsfähigkeit des Systems
erreicht, da auch weitere Komponenteneigenschaften Berücksichtigung
finden.
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Vorteilhafterweise
beschreiben die Datensätze zwischen Komponenten austauschbare
Signale. So lassen sich abstrakt die Beziehungen zwischen den Komponenten
darstellen.
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Es
kann vorgesehen sein, dass beim Überprüfen festgestellt
wird, ob Signale, die gemäß einem einer ersten
Komponente zugeordneten Datensatz durch die erste Komponente von
einer zweiten Komponente empfangen werden können, mit Signalen übereinstimmen,
die gemäß einem der zweiten Komponente zugeordneten
Datensatz von dieser an die erste Komponente gesandt werden können.
In der Regel werden die Beziehungen zwischen einzelnen Komponenten
nämlich durch die Signale definiert, die sie miteinander
austauschen. Auf die vorgeschlagene Art lässt sich einfach
eine Konsistenzüberprüfung derartig definierter
Beziehungen der Komponenten untereinander durchführen.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen,
dass die Testeinrichtung mit einer Datenbank verbunden wird, welche
die Datensätze enthält. Auf diese Art lassen sich
die Datensätze bequem speichern und verwalten. Außerdem
erlaubt dies, die Daten unabhängig von der Testeinrichtung zu
pflegen.
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Es
ist wünschenswert, einen Schritt des Erzeugens eines Treibers
für die zu testende Vorrichtung basierend auf den Datensätzen
durchzuführen, gemäß dem die zu testende
Vorrichtung über die eine oder mehrere Schnittstellen angesteuert
wird. In einer modernen digitalen Systemumgebung müssen einzelne
Komponenten nach bestimmten vorgeschriebenen Regeln angesprochen
werden, um definiert zu funktionieren. Um dies zu erreichen, kann aus
den die Komponenten beschreibenden Datensätzen ein Treiber
für die zu testende Vorrichtung erzeugt werden, der bei
einer Änderung der Beschreibung der zu testenden Vorrichtung
automatisch an die Änderungen angepasst wird.
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Die
Erfindung betrifft auch ein Testverfahren, das ferner die Schritte
vorsieht, die zu testende Vorrichtung mit der Simulationseinrichtung über
die eine oder mehreren Testschnittstellen zu verbinden und die zu
testende Vorrichtung durch Versenden von Signalen an die zu testende
Vorrichtung und Empfangen von Antwortsignalen über die
eine oder mehrere Testschnittstellen zu testen.
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Es
ist vorteilhaft, Wenn bei jedem ausgeführten Schritt eine
vollständige Dokumentation erfolgt, in der die anfallenden
und ausgetauschten Daten herausgeschrieben und gespeichert werden.
Insbesondere ist es wünschenswert, alle in der Simulation
anfallenden Daten zu protokollieren.
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Ferner
betrifft die vorliegende Erfindung eine Testeinrichtung zum Testen
einer zu testenden Vorrichtung, wobei die zu testende Vorrichtung
als eine Komponente eines Systems vorgesehen ist, wobei die Komponenten
des Systems durch Datensätze mit Elementen zur Beschreibung
von Beziehungen von Komponenten untereinander beschrieben sind.
Die Testeinrichtung umfasst eine Systembeschreibungseinrichtung
zur Verknüpfung der Datensätze und zur Erzeugung
einer Systembeschreibung basierend auf den verknüpften
Datensätzen, eine Simulationseinrichtung zur Simulation
des Systems basierend auf der Systembeschreibung, wobei die zu testende
Vorrichtung durch ein Abbild in der Simulation erfasst ist und vorgesehen
ist, dass das Abbild der zu testenden Vorrichtung aus der Simulation
entfernbar ist, und eine oder mehrere Testschnittstellen zum Ermöglichen
einer Kommunikation zwischen der Simulationseinrichtung und der
zu testenden Vorrichtung.
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Ferner
können weitere Einrichtungen und Ausgestaltungen vorgesehen
sein, um die oben ausgeführten Schritte durchzuführen.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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1 zeigt
schematisch einen Aufbau einer erfindungsgemäßen
Testeinrichtung und damit verbindbarer Einrichtungen.
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2 zeigt
schematisch ein Verfahren zum Konfigurieren der Testeinrichtung.
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3 zeigt
schematisch eine mögliche Struktur von Datensätzen
zur Beschreibung der Komponenten eines Systems.
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Beschreibung der Figuren
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Im
Rahmen der Beschreibung bezieht sich der Begriff Komponente auf
einen Teil eines übergeordneten Systems, in dem die zu
testende Vorrichtung verwendet werden soll. Eine Komponente dieses
System kann dabei Software oder Hardware sein, in der Regel wird
sie aber sowohl über Software- als auch Hardwareanteile
verfügen. Die zu testende Vorrichtung verfügt
immer über einen Hardwareanteil und ist Teil des Systems.
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In 1 ist
eine beispielhafte Testeinrichtung 10 dargestellt, welche
eine Verbindungseinrichtung 12 aufweist. Neben der Verbindungseinrichtung 12 umfasst
die Testeinrichtung 10 eine Systembeschreibungseinrichtung 14,
die mit einer Überprüfungseinrichtung 16 zum
Datentransport verbunden ist. Die Überprüfungseinheit 16 und
die Systembeschreibungseinrichtung 14 können auch
als eine gemeinsame Einrichtung ausgebildet sein. Weiterhin ist die
Systembeschreibungseinrichtung 14 einerseits mit der Verbindungseinrichtung 12 und
andererseits mit einer Simulationseinrichtung 18 verbunden.
Eine oder mehrere Schnittstellen 22 sind zum Datenaustausch
mit der Simulationseinrichtung vorgesehen und mit einer Treibereinrichtung 20 verbunden.
Zwischen den Einrichtungen 12, 14, 16, 18, 20 und
den Testschnittstellen 22 bestehen geeignete Verbindungen
zum Datenaustausch.
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Die
verschiedenen Einrichtungen der Testeinrichtung 10 können
separat ausgebildet sein, oder in einer Rechnereinheit implementiert
sein. Es kann auch von Vorteil sein, einige der Einheiten auf einer Rechnereinheit
zu implementieren und die anderen entweder jeweils separat oder
teilweise zusammen auf andere Rechnereinheiten zu verteilen. Jede
der erwähnten Einrichtungen 12, 16, 14, 18, 20 kann
als Programm implementiert sein, das beispielsweise auf einer zur
Testeinrichtung 10 gehörenden Rechnereinheit läuft.
Insbesondere die Treibereinrichtung 20 ist zweckmäßigerweise
als Software ausgeführt.
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Die
Verbindungseinrichtung 12 der Testeinrichtung 10 ist über
eine nicht näher bezeichnete Verbindung auf bekannte Art
mit einem Datenbanksystem 24 verbunden, zum Beispiel über
eine TCP/IP-Verbindung. Über diese Verbindung werden die
Datensätze nach Bedarf an die Testeinrichtung 10 übertragen.
Die Datenbank 24 kann selbstverständlich auch
mit der Testeinrichtung 10 integriert ausgebildet sein.
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Das
Datenbanksystem 24 speichert die Datensätze, welche
die Beziehungen von Komponenten untereinander und vorzugsweise auch
Eigenschaften der einzelnen Komponenten beschreiben. Die Datensätze
können beispielsweise Spezifikationen für Komponenten
enthalten, wie sie in der Luftfahrt Verwendung finden. In den Datensätzen
sind zweckmäßigerweise insbesondere jene Signale
gespeichert, die eine Komponente an andere Komponenten versenden
und von diesen empfangen können soll. Vorzugsweise enthalten
die Datensätze jeweils die Signalkonfiguration (z. B. die
Art, wie und wann bestimmte Signale verwendet werden), Signaleingangs/ausgangs-Beschreibungen
(z. B. die jeweilige Art der Verbindung mit anderen Komponenten
betreffend), und Angaben über die Signale selbst; diese Kombination
von Informationen wird nachfolgend als Signalprotokoll bezeichnet.
Dabei können sich Signalprotokolle bezüglich verschiedener
Komponenten überschneiden, wenn beispielsweise Daten über
die gleiche Verbindung (Schnittstelle) an verschiedene Komponenten
versandt werden können.
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Auch
kann ein Datensatz als Eigenschaftsinformationen Daten über
die Funktionsweise, Betriebsbedingungen (zum Beispiel Stromverbrauch, Ressourcen),
Notfalleigenschaften, Zustände der Komponente und ähnliches
enthalten. Je nach Komplexität des System können
in der Datenbank sehr viele Datensätze enthalten sein,
jeder mit einer Vielzahl von Elementen, die eine Komponente beschreiben.
Es ist vorteilhaft, für jede Komponente einen einzelnen
Datensatz anzulegen, um bei einer Änderung einer Komponente
nur einen geringen Aufwand bei der Datenpflege zu haben. Bei der
Entwicklung großer Systeme ist es zweckmäßig,
das Erstellen und Verwalten der Datensätze (welche die
Komponenten spezifizieren) separat von der Testeinrichtung 10 vorzunehmen,
um eine möglichst große Flexibilität
und Unabhängigkeit der Entwickler zu gewährleisten.
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Die
Testeinrichtung 10 ist über die eine oder mehreren
Testschnittstellen 22 mit einer zu testenden Vorrichtung 26 verbindbar,
die Teil eines aus den durch die Datensätze beschriebenen
Komponenten zu bildenden Systems ist.
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Aus
den von dem Datenbanksystem 24 erhaltenen Datensätzen
erzeugt die Systembeschreibungseinheit 14 eine Systembeschreibung
des Systems, als dessen Teil die zu testende Komponente definiert
ist, basierend auf den in den Datensätzen enthaltenen Informationen über
die Beziehungen der beschriebenen Komponenten untereinander und
den beschriebenen Eigenschaften der Komponenten. Die Systembeschreibungseinrichtung 14 kann
zu diesem Zweck die Datensätze auf Basis der Beziehungen der
Komponenten beschreibender Elemente verknüpfen.
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Die Überprüfungseinrichtung 16 ist
vorgesehen, um zu überprüfen, ob die Beziehungen
konsistent beschrieben sind. Insbesondere ist in diesem Beispiel
vorgesehen, dass die Überprüfungseinrichtung 16 feststellt,
ob die Angaben für den Signalaustausch zwischen verschiedenen
Komponenten konsistent sind. Dies kann beispielsweise eine Überprüfung
umfassen, ob die eine Komponente auf ein bestimmtes Signal A ein
definiertes Antwortsignal B von einer anderen Komponente erwartet,
diese aber laut ihrem Datensatz ein völlig anderes Signal
C übermitteln soll oder ob überhaupt von einer
Komponente ein Signal A abgegeben werden kann, das eine andere Komponente
von dieser empfangen können soll. Auch überprüft
die Überprüfungseinheit 16, ob jeder Datensatz
für sich konsistent ist, beispielsweise, ob widersprüchliche
Angaben zu Funktionen oder Eigenschaften vorliegen. Zusätzlich
wird überprüft, ob bestimmte benötigte
Informationen in den Datensätzen vorhanden sind, oder eventuell
undefinierte Elemente der Datensätze vorliegen. Stellt
die Überprüfungseinrichtung 16 einen
Widerspruch oder eine Definitionslücke fest, gibt sie eine
Warninformation aus. Diese kann gespeichert und beispielsweise den Entwicklern
zur Verfügung gestellt werden, so dass diese ihre Entwicklungsarbeit
vervollständigen können. Die Überprüfungseinrichtung 16 überprüft
also die Spezifikationen der Komponenten, die in den Datensätzen
gespeichert sind und informiert über auftretende Fehler.
In diesem Beispiel werden schon hier die fehlerbehafteten Informationen
in den Datensätzen herausgefiltert. Es ist allerdings auch
möglich, die fehlerbehafteten Informationen zu markieren,
so dass sie später weggelassen werden können.
Alternativ können auch Referenzen auf die fehlerbehafteten
Informationen gespeichert werden. Dabei werden fehlerbehaftete Informationen
in möglichst kleinen Informationseinheiten behandelt, d.
h. insbesondere wird bei Auftreten eines Fehlers nicht der gesamte Datensatz
als fehlerbehaftet behandelt, sondern nur die tatsächlich
fehlerbehafteten Elemente des Datensatzes.
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Die
Systembeschreibungseinrichtung 14 erzeugt eine Systembeschreibung,
welche nicht nur die Beziehungen der Komponenten untereinander enthält,
sondern auch die restlichen Elemente der Datensätze, falls
vorhanden. Die fehlerbehafteten Informationen werden nicht in die
Systembeschreibung aufgenommen. Bei einer Variante kann dies daran liegen,
dass sie schon durch die Überprüfungseinrichtung 16 herausgefiltert
worden sind; alternativ werden sie bei der Erzeugung der Systembeschreibung
beispielsweise durch Verwendung von Markierungen bzw. Referenzen
herausgefiltert.
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Die
Simulationseinrichtung 18 erzeugt aus der Systembeschreibung
eine Simulation des Systems, welche den Informationsaustausch und
die definierten Wechselwirkungen der Komponenten simuliert und auch
das Verhalten der einzelnen Komponenten darstellt. Dabei sind die
fehlerbehafteten Elemente der Datensätze nicht berücksichtigt,
da sie schon in der Systembeschreibung nicht mehr vorkommen. Alternativ
besteht die Möglichkeit, dass die Systembeschreibungseinrichtung 14 dazu
ausgelegt ist, die fehlerbehafteten Informationen nicht herauszufiltern,
und diese Aufgabe die Simulationseinrichtung 18 durchführen
zu lassen. Das Weglassen der fehlerbehafteten Informationen aus
der Simulation ist allerdings zum Konfigurieren der Testeinrichtung nicht
notwendig. Die Simulationseinrichtung 18 simuliert also
ein ganzes System, von dem die zu testende Vorrichtung ein Teil
ist.
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Die
Simulationseinrichtung 18 ist dazu ausgelegt, nach Fertigstellung
der Simulation das Abbild der zu testenden Komponente 26 aus
der Simulation zu entfernen und dazu geeignet zu sein, über
die eine oder mehreren Testschnittstellen 22 mit einer
verbundenen zu testenden Vorrichtung 26 zu kommunizieren.
Weiterhin ist die Simulationseinrichtung 18 in der Lage,
die Simulation zu beobachten und ihr Verhalten aufzuzeichnen.
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Die
Systembeschreibungseinrichtung 14 und die Verbindungseinrichtung 12 können
auch miteinander integriert ausgebildet oder implementiert sein. Gleichermaßen
können auch die Systembeschreibungseinrichtung 14 und
die Überprüfungseinrichtung 16 integral
ausgebildet sein. Auch eine integrale Kombination aus den drei Einrichtungen 12, 14, 16 ist möglich.
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Die
Treibereinrichtung 20 ist vorgesehen, um auf der Basis
der Datensätze der zu testenden Komponente und Datensätzen,
die den mit ihr kommunizierenden Komponenten zugeordnet sind, einen
Treiber für die zu testende Vorrichtung 26 zu
erstellen, damit die Simulationseinrichtung 18 mit der
zu testenden Vorrichtung 26 über die eine oder
mehreren Testschnittstellen 22 kommunizieren kann. Dies
ist möglich, da die Datensätze die auszutauschenden Signale
bzw. Signalprotokolle enthalten. In diesem Beispiel ist der Treiber
allerdings um eventuell fehlerhafte Signale bereinigt, wenn die Überprüfungseinrichtung 16 solche
gefunden haben sollte. Die Treibereinrichtung 20 ist mit
der Systembeschreibungseinrichtung 14 verbunden. Alternativ
kann die Treibereinrichtung 20 auch mit der Überprüfungseinrichtung 16 verbunden
sein. Es ist selbstverständlich auch möglich,
einen für die zu testende Komponente 26 vordefinierten
Treiber vorzuhalten, der zur Kommunikation zwischen der zu testenden
Vorrichtung 26 und der Testeinrichtung 10 über
die eine oder mehreren Testschnittstellen 22 vorgesehen
ist.
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Die
Einrichtungen 12, 14, 16, 18, 20 sind dazu
ausgelegt, ihr Verhalten zu dokumentieren, insbesondere während
des Betriebs vollständige Log-Dateien anzulegen und zu
führen. Damit wird jeder einzelne Schritt nachvollziehbar,
was für eine Testeinrichtung in einem sicherheitsrelevanten
Bereich von erheblichem Vorteil ist.
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Nachfolgend
ist mit Bezug auf 2 beispielhaft ein Verfahren
zur Konfiguration einer Testeinrichtung 10 beschrieben.
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In
einem Schritt S10 wird die Testeinrichtung 10 mit einem
Datenbanksystem 24 verbunden. Die Datensätze,
welche die zum System gehörigen Komponenten beschreiben,
werden aus der Datenbank zur Testeinrichtung 10 übertragen.
Aus den Datensätzen wird in Schritt S20 eine Systembeschreibung der
Elemente der Datensätze erzeugt, welche die Beziehungen
der Komponenten untereinander beschreiben. Während des
Schrittes S20 läuft in einem Schritt S30 eine Überprüfung
der Elemente der Datensätze, welche Beziehungen der Komponenten
untereinander beschreiben, auf Konsistenz ab. Die Schritte S20 und
S30 werden parallel zueinander ausgeführt, so dass während
der Erzeugung der Systembeschreibung die Konsistenz-Prüfung erfolgt.
Im Schritt S30 kann auch eine Dokumentation der festgestellten Fehler
der Spezifizierung der Komponenten vorgenommen werden.
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Es
ist weiterhin ein Schritt S40 vorgesehen, bei dem aus der in den
Schritten S20 und S30 erzeugten Systembeschreibung eine Simulation
des gesamten durch die Datensätze beschriebenen Systems
erzeugt wird, wobei fehlerhafte Elemente der Datensätze
nicht berücksichtigt sind. Die in dem in 2 gezeigten
Beispiel durchgeführte Überprüfung ist
jedoch nicht notwendig, um zu einer Testkonfiguration zu gelangen.
Durch die Überprüfung in Schritt S30 ergibt sich
allerdings eine in sich konsistente Simulation des System, in dem
die zu testende Vorrichtung eingesetzt werden soll. Ein Abbild der
zu testenden Vorrichtung ist in der Simulation enthalten.
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In
einem Schritt S50 wird das Abbild der zu testenden Vorrichtung aus
der Simulation entfernt. Die Simulation wird ohne das Abbild fortgeführt.
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Für
einen Schritt S60 ist vorgesehen, aus der Systembeschreibung des
Schritts S20 beziehungsweise der Schritte S20 und S30 einen Treiber
für die zu testende Vorrichtung zu erzeugen. Dieser Schritt ist
nicht unbedingt notwendig, es kann stattdessen ein vorbereiteter
Treiber verwendet werden, oder ganz auf einen Treiber verzichtet
werden, sollte ein solcher nicht erforderlich sein.
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Im
Schritt S70 werden eine oder mehrere Testschnittstellen 22 bereitgestellt, über
welche eine Kommunikation zwischen dem simulierten System, das fortwährend
bereitgehalten wird, und der zu testenden Vorrichtung 26 vermittels
des Treibers möglich wird.
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Damit
ist die Konfiguration der Testeinrichtung abgeschlossen.
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Wie
der Fachmann leicht erkennen wird, ist es nicht notwendig, das Verfahren
in der beschriebenen Reihenfolge durchzuführen. Insbesondere
ist es möglich, die Schritte S50 bis S70 in eine beliebige andere
Reihenfolge zu bringen, ohne die Konfiguration der Testeinrichtung
zu beeinträchtigen.
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Optional
kann in einem Schritt S80 die zu testende Komponente 26 über
die eine oder mehreren Testschnittstellen 22 mit der Testeinrichtung 10 verbunden
werden und ein Testbetrieb durchgeführt werden. Dazu werden
Signale zwischen der Simulation und der zu testenden Vorrichtung 26 übertragen. Die
zu testende Vorrichtung 26 wird durch bestimmte Signale
angesprochen und ihre Antwort wird registriert und gespeichert.
Gleichzeitig wird die Simulation durchgeführt und ihr Verhalten
in Wechselwirkung mit der zu testenden Vorrichtung studiert.
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3 zeigt
schematisch eine beispielhafte Struktur von Datensätzen,
welche eine Komponente K1 und eine Komponente K2 beschreiben. Jeder
Datensatz weist Signalprotokolle zum Signalaustausch mit anderen
Komponenten auf. Es ist nicht notwendig, dass eine Komponente des
Systems mit allen anderen Komponenten kommuniziert. Bei dem in der 3 gezeigten
Beispiel ist vorgesehen, dass die Komponente K1 mit der Komponente
K2 kommuniziert, und auch mit beliebigen weiteren Komponenten K3,
... Kn kommunizieren kann. Die Komponente K2 wiederum kommuniziert
neben der Komponente K1 ebenfalls mit der Komponente K3 und ansonsten
mit beliebigen weiteren Komponenten. Die Signalprotokolle legen
die an zugehörige Komponenten versendbaren und empfangbaren
Signale und Signalwege fest. Ferner umfasst ein Datensatz komponentenspezifische
Daten, welche die Eigenschaften der jeweiligen Komponente spezifizieren.
Diese Daten können durchaus in Verbindung mit bestimmten
Signalprotokollen stehen. Beispielsweise kann in einem Datensatz
enthalten sein, dass eine Komponente ihren Zustand ändert,
wenn sie ein bestimmtes Signal erhalten hat, etwa wenn ein Schalter
aufgrund eines übertragenen Signals zu betätigen
ist.
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Erfindungsgemäß ist
die Testeinrichtung so konfiguriert, dass der zu testenden Vorrichtung
eine Systemumgebung simuliert wird, wie sie im tatsächlichen
Einsatz auftritt. Dies ermöglicht eine Analyse der zu testenden
Komponente unter Einsatzbedingungen. Darüber hinaus lassen
sich auf Basis einer erzeugten Simulation eine Vielzahl Komponenten testen,
indem einfach das entsprechende Abbild der zu testenden Komponente
aus der Simulation entfernt wird. Eine solche Neukonfiguration ist
einfach durchzuführen, ohne dass eine neue Gesamtsimulation
erzeugt werden muss. Bei Änderungen am System, etwa weil
neue Komponenten hinzugefügt werden oder bestimmte Komponenten
durch Komponenten mit anderen Eigenschaften ersetzt werden, führt die
Erfindung zu einer zuverlässig an das System angepassten
Simulation. Ferner lässt sich durch die Erfindung eine
Testeinrichtung bereitstellen, die derart konfiguriert ist, dass
eine zu testende Vorrichtung (und das zugehörige System)
nicht nur auf korrekte Funktionsfähigkeit, sondern darüber
hinaus auf das Erfüllen bestimmter Systemerfordernisse
getestet wird. Indem nämlich eine Simulation bereitgestellt wird,
deren Verhalten beobachtet wird, lassen sich leicht Verhaltensparameter
der zu testenden Vorrichtung und Systemparameter unter Einsatzbedingungen überprüfen
und auf Erfüllung definierter Systemerfordernisse überwachen.
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Die
beschriebenen Verfahren und die Testeinrichtung sind besonders geeignet
für eine Verwendung bei der Flugzeugentwicklung, und hier
insbesondere bei der Entwicklung des Kabinensystems. Für
die Flugzeugentwicklung verwendete Komponenten sind nämlich
nach genauen Spezifikationen herzustellen und müssen im
System definierte Systemerfordernisse erfüllen. Es liegen
also schon von vorne herein genaue Spezifikationen für
die Komponenten vor, und die Entwickler sind gezwungen, diese zu
pflegen, so dass sie auf dem neuesten Stand sind, was sie leicht
für die vorliegende Erfindung verwendbar macht. Die strengen
Test der hochkomplexen Systeme, die im Flugzeugbau erforderlich
sind, lassen sich erfindungsgemäß besonders günstig
und leicht ausführen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 2002/0073375
A1 [0005]
- - US 2004/0225459 A1 [0005]