第十一届CCF中国测试学术会议
基本信息
2020-08-20
2020-08-20
中国计算机学会
会议文集
1. 差错容忍的神经网络混合精度量化方法
摘要： 为了提高神经网络的容错性,本文采用了混合精度量化方法,对神经网络每层的权重和激活选择不同的量化位数.首先,基于每层权重和激活在神经网络加速器的驻留时间和偏导值,得到网络每层的重要性.然后,通过最小化L2范数,求解每层的权重和激活的量化器调节因子,限定软错误带来的数据偏差.最后,根据网络模型每层的重要性和量化器调节因子,获得每层量化位数和量化每层的权重值和激活值,在保证网络精度的基础上提高了网络的容错性.通过在多个神经网络上的实验证明,采用所提方法的网络模型较无保护方案和现有量化方案在容错性上均有提升.
提交时间：2020-08-20
2. 车载以太网测试体系研究与分析
摘要： 随着汽车智能化、互联化的发展,以控制器局域网(CAN)为主流的车载网络架构远远不能胜任未来技术的需求,车载以太网凭借其成本、带宽、安全性等优势,有望成为下一代车载网络的主流标准.车载以太网的测试是该技术大规模应用、部署的前提,本文以车载以太网测试为出发点,结合车载网络的发展趋势,对车载以太网的网络架构、协议架构进行了概述,并对车载以太网测试内容进行了整理与总结,既涵盖了从电子电气特性到安全的测试内容,又涉及了不同的测试体系.
提交时间：2020-08-20
3. 防御StarBleed漏洞的FPGA配置位流混淆方法
摘要： 针对Xilinx公司7系列/Virtex-6FPGA中存在的StarBleed漏洞,通过分析漏洞攻击过程及其关键环节,提出了基于配置位流混淆的加固方法.首先针对Vivado生成的密文位流进行解密得到明文位流.针对明文位流中的配置指令,提出了指令顺混淆、指令字混淆和指令参数混淆方法.针对明文位流中的HMAC签名区域,混淆其中的i_key-pad和0-key-pad数据区.而后对混淆后的位流重新进行HMAC签名计算,最后重新进行AES加密得到混淆后的密文位流,实现以多种方式对漏洞攻击中最关键的修改密文位流环节进行防御.完成混淆后,利用机器学习算法对混淆效果进行评估.实验表明,混淆方法可以提升明文数据与密文数据的相似程度.在不需要修改硬件的条件下,能有效地增加漏洞攻击难度,可以用较低的代价增强针对StarBleed漏洞的防护能力.
提交时间：2020-08-20
4. 高轨卫星星载控制计算机可靠性分析
摘要： 星载控制计算机是高轨卫星姿态和轨道控制系统的重要组成部分,一般具有非常高的可靠性指标要求.当前星载控制计算机向着产品化和自主可控方向发展.产品化要求星载控制计算机能够通过标准模块组装方式实现批量化生产,由此需将可靠性指标分解到模块,可以快速的由模块的可靠性评估系统的可靠性.另一方面,采用国产器件替代进口器件后,各模块的可靠性指标也可能发生变化,如若可靠性指标不满足,则需通过冗余容错等方式,提高可靠性.本文针对这两方面问题,对高轨卫星采用的产品化和自主可控的星载控制计算机可靠性进行分析,并通过仿真验证其可靠性满足指标要求,为后续星载控制计算机系统可靠性设计和分析工作提供参考.
提交时间：2020-08-20
5. 关于无人自主系统试验鉴定的初步思考
摘要： 作为军事智能科技的典型物化代表,无人自主系统具备自主学习、自主适应、自主协同等智能化能力,能够达到出其不意的作战效果,从而改变传统作战样式,催生新的作战理论.综合分析研究美军无人自主系统试验鉴定的顶层设计,我国政府关于人工智能发展的战略部署;从试验鉴定模式、指标体系、关键技术等方面,对如何开展无人自主系统试验鉴定进行了思考.
提交时间：2020-08-20
6. 基于场景分析的卫星运控系统软件测试方法
摘要： 卫星运控系统是负责卫星运行控制与管理的安全攸关系统,如何开展有效的软件测试是工程实践中的难题.提出了一种基于场景分析的卫星运控系统软件测试方法,提高软件测试的充分性和针对性.结合某通信卫星运控系统实例,开展工作流程、数据交换和任务场景分析,建立了可表述软件系统级行为的场景树模型;采用基于场景树模型的路径覆盖准则,给出测试用例生成算法,自动化生成满足要求的软件测试用例集;结合工程实例测试数据,开展应用结果分析,验证了方法的有效性.
提交时间：2020-08-20
7. 基于改进再分配伪逆法的高速飞行器RCS控制分配设计
摘要： 高超声速飞行器再入段的姿态稳定需要气动舵面和反作用控制系统(reaction control system,RCS)进行复合控制.本文设计了一种固定推力器数开启的再分配伪逆控制分配方法,并应用在了高超声速飞行器再入段姿态控制中.首先,建立高超声速飞行器再入段RCS姿态模型,采用有限时间终端滑模算法设计姿态跟踪控制器.针对给定八推力器配置的RCS系统,设计固定3推力器开启的再分配伪逆法对RCS系统进行控制分配,能大幅提高系统实时性并且降低燃料消耗.最后将设计的控制分配系统应用于高超声速飞行器再入姿态仿真,仿真结果表明本文设计的方法具有很好的控制效果,在保证控制性能和实时性的同时能够降低燃料消耗.
提交时间：2020-08-20
8. 基于故障预防的雷达嵌入式软件质量保证研究
摘要： 现代雷达中嵌入式软件发挥了日益重要的作用.针对雷达中嵌入式软件缺陷难以有效检验、质量问题数量呈上升趋势等问题,优化现有管理和技术方法,结合雷达电子装备的嵌入式软件特征,以雷达嵌入式软件研制和测试验证中积累的数据为基础,从雷达嵌入式软件质量模型定义、质量知识库整理、缺陷预测、测试用例推荐、测试数据自动生成、基于风险的全生命周期软硬件结合质量保障等方面入手,提出了以"知识-预测-控制"为特征,基于故障预防的雷达嵌入式软件质量保证技术方法,有效地提升了嵌入式软件质量.
提交时间：2020-08-20
9. 基于核函数编程的专用体系结构理论加速比研究
摘要： 本文提出了基于核的程序设计方法,从概念上核可以看作是一个具有特定功能的函数,物理上核是一个拥有限制数量的固定输入和固定输出的领域专用硬件.基于核的算法将特定功能的核函数考虑在内,而不像传统的算法那样,仅依靠抽象的逻辑和代数运算.这么做的原因在于:随着摩尔定律的逐渐失效,单核处理器性能增长缓慢.为了维持摩尔定律在性能上的增长且高效的设计算法,可以将核的功能定制化并高效的用硬件实现,从而提出基于核的算法去加速求解复杂问题.对于这种方法,给出了为成倍加速求解问题的一个必要条件.然后介绍了如何找出原始问题或原始算法中的核问题,最后将基于核的方法应用到排序,求聚集函数等实际例子中,实验结果显示本文方法的确奏效.
提交时间：2020-08-20
10. 基于交叉开关仲裁的流量自适应WiNoC设计
摘要： WiNoC(Wireless Network-on-Chip)中的无线路由器面临着比传统片上路由器更加严峻的拥塞问题,平衡有线/无线链路负载是当前无线片上网络的研究热点之一.为此本文提出并设计了一种基于优先级的交叉开关仲裁方案PbSA(Priority based Switch allocator),其将优先级更高的无线数据包优先路由至无线路由器;结合PbSA提出了拥塞感知的路由算法CARA(Congestion-aware Routing Algorithm),该算法有效平衡有线/无线链路负载且避免死锁,提高了数据包在网络中的路由效率.此外,本文还提出了新颖的虚通道划分方法,它不仅减少了实现PbSA的硬件复杂度,而且缓解了无线路由器发生拥塞时对整个网络的影响.实验表明,虽然本文的方案引入了较小的面积和功耗开销,但是具有良好的流量自适应特性,从而在低注入率或高注入率的情况下较好的提升了网络性能.
提交时间：2020-08-20
11. 基于模板挖掘的程序自动修复方法
摘要： 基于模板挖掘的程序自动修复是近年来的研究热点,然而,由于修复信息存在一定的干扰,导致挖掘出的修复模板可用性不强,程序修复效果不佳.此外,如何利用修复模板对程序进行修复是程序自动修复的关键,但目前对此问题的研究较少.因此,本文从修复模板挖掘和程序自动修复两方面出发,提出了一种改进的程序自动修复方法,称为APRMT(Automatic Program Repair Method based on Template mining).APRMT通过正则匹配消除修复信息中的无用信息,提高修复模板的准确性;依据程序缺陷代码位置与类型,采用最近最相关策略搜索针对程序缺陷的修复信息,利用修复模板对程序缺陷进行修复.实验表明:相较于现有的程序修复工具,APRMT能在更短时间内修复更多的程序缺陷,提升了程序自动修复的效果及效率.
提交时间：2020-08-20
12. 基于模型的A级软件验证实践
摘要： 本文结合C919驾驶舱显示系统项目,依据DO-178B适航标准,阐述了基于模型的A级软件评审、分析和测试验证方法的工程实践考虑.机载软件采用基于模型的软件开发方法，在获取系统分配给软件的需求并完成需求分析后，开发SCADE设计模型，用Suite模型完成控制逻辑设计、Display模型完成显示画面设计，通过KCG自动生成源代码。使用UA Page Creator完成A661 UA界面设计，通过UA DF Generator生成DF文件。同时也采用传统方法进行软件开发，人工编写源代码。经统计，基于模型开发方法所生成的源代码占到整个软件总规模的70%。
提交时间：2020-08-20
13. 基于强化学习的流应用动态自适应检查点机制
摘要： 对于采用检查点作为容错手段的实时流处理系统而言,选择合适的检查点周期是保障流应用平稳运行的关键.新兴的流处理系统如Apache Flink、Apache Spark Continuous Processing以及Naiad都采用了一种基于栅栏的检查点机制,该机制目前只支持固定周期的检查点,难以在动态变化的流应用场景中,对无故障运行时的容错代价和故障恢复的成本进行较好的权衡.目前针对流应用检查点间隔优化的研究多为对整体的流应用环境建模,进而推导出最优的检查点间隔,这种方法需要在模型刻画的精确性和模型普适性之间做取舍,并且在复杂的分布式流应用环境中,处于动态变化的环境指标如负载、故障率的数值和分布难以满足模型预先的假设.因此,本文研究在负载、故障等环境指标动态变化的情况下,通过基于强化学习的方法动态调整检查点间隔,在避免对流应用整体环境建模的同时,面向处理延迟和故障恢复时间进行自适应优化.通过在Flink平台进行的实验结果表明:本文提出的算法对比已有的检查点间隔优化模型和算法,在处理延时上降低了10％,在故障恢复时间上降低了37％.
提交时间：2020-08-20
14. 基于软件度量的集成测试序列生成方法
摘要： 集成测试是将已经通过单元测试的模块按照一定的方式组合起来,检查模块间能否正确的协作的重要软件测试环节之一.但是,已有的集成测试工具还存在不足之处,如使用人工方式设计测试序列、如测试发现故障则会导致测试进程暂停等等.导致在实际的集成测试过程中测试效率很低.本文围绕通过改进测试序列生成算法提高集成测试效率进行研究.(1)通过自动化代码分析技术,结合软件度量等技术实现对函数调用图中模块的重要性权值自动计算.(2)在已有测试序列生成策略基础上,设计并实现了基于故障位置的测试序列调整技术、面向回归测试的集成测试序列生成技术.作者通过提高测试序列生成的自动化程度、降低故障对测试进程的影响,提高了集成测试和相应回归测试的效率.
提交时间：2020-08-20
15. 基于随机森林算法的集成电路适应性测试方法
摘要： 随着集成电路产业的高速发展,芯片的复杂度不断增加,不可避免地导致高测试成本问题.适应性测试为降低测试成本提供了一种解决方案.提出了一种基于随机森林的适应性测试方法,利用特征重要性筛选出最为重要的测试组,同时根据测试组所能测出缺陷芯片的个数对测试组进行排序,通过删除部分测试组来降低测试时间.实验结果表明,随机森林与KNN和逻辑回归相比始终保持较低的测试逃逸水平,测试组删除可以大幅降低测试时间,从而降低测试成本.
提交时间：2020-08-20
16. 基于跳数的空间TTE控制网络确定性算法
摘要： 时间触发以太网(Time-triggered Ethernet,TTE)能保证数据传输的实时性、安全性和可靠性,有望成为下一代航天器控制网络技术.航天器控制网络中的通信调度需要满足动态性(即调度表需要具有可增量配置和自适应切换的特点)、确定性(即消息调度的可重复验证性,同一拓扑结构不同时间下的生成结果相同)的要求,然而目前调度表生成算法的研究多关注于最优调度表生成,能满足上述要求的算法较少.为此,本文提出了一种根据消息传输所经过"跳数"的负载均衡调度表生成算法,该方法具有算法复杂度低、可动态重配置高和确定性强的特点,适用于未来空间TTE控制网络.
提交时间：2020-08-20
17. 基于信号量的中断访问冲突规避方法设计与实现
摘要： 中断冲突是航天嵌入式软件常见问题,由于目前缺少相关成熟技术和有效分析方法,冲突问题仍是时有发生,增大了软件研制周期和维护成本.提出了一种基于信号量的设计方法规避中断访问冲突,根据对共享资源的访问方式分为同步信号量和异步信号量,针对信号量设置时机不当引入的程序问题通过实例的方式进行分析.采用信号量的方法避免访问冲突需要分析各个任务之间的时序关系,合理设置信号量位置,避免引入新的问题.
提交时间：2020-08-20
18. 基于遗传进化策略的处理器验证方案
摘要： RISC-V作为近年来发展迅速的开源处理器架构,对其验证方法的研究具有很高的工业应用价值.本文提出了基于遗传进化策略的处理器验证优化方案,利用遗传算法产生指令的权重系数,为测试用例的生成确定方向,并对RISC-V处理器RV321部分指令完成了模拟验证.与基于伪随机策略生成测试用例的方案相比,应用遗传进化策略生成测试用例时,能够维持对功能覆盖率贡献更高的方向,在验证末期即将陷入局部最优解时,仍然能够突破当前状态,使整体功能覆盖率进一步提高.同时,该验证优化方案对验证环境的调整实现了完全自动化,具有较高的可扩展性和可维护性.
提交时间：2020-08-20
19. 基于忆阻交叉阵列的时钟频率驱动递归神经网络电路设计
摘要： 软件实现时钟频率驱动的递归神经网络算法运算开销大、速度慢等问题.本文采用忆阻交叉杆阵列(MCA)对其进行加速.利用忆阻器既能存储又能计算的特性,首先,结合忆阻器与传统器件设计出了一个反馈的忆阻交叉阵列电路,可以准确地存储权重与偏置,进行点积运算操作.其次,根据反馈的忆阻交叉阵列电路设计了一个完整的通用型电路结构,可以有效地模拟时钟频率驱动的递归神经网络算法.通过在TIMIT库上的实验与使用GPU的软件实现相比,在面积为81.128平方微米下,语音分类识别运算速度比软件实现快两个数量级,功耗降低了214倍.此电路在每个忆阻器存储8位信息的情况下与软件运行结果识别误差降低了4％.
提交时间：2020-08-20
20. 基于PUF的硬件辅助软件认证方法
摘要： 互联嵌入式设备随着物联网(IoT)的发展变得愈发普遍,针对其软件的盗版或篡改也愈演愈烈,软件保护变得至关重要.现有的保护方法存在着硬件开销较大、性能影响不容忽视、可靠性难以保障等问题.为此,本文提出了一种基于物理不可克隆函数(Physical Unclonable Function,PUF)的硬件辅助软件认证方法,包括软硬件认证协议、嵌入PUF的RISC-V设计、软件混淆技术三部分,通过插入独立式PUF认证点或嵌入式PUF认证点,将软件与硬件绑定在一起,软件仅在特定的授权设备上才能正确执行,并从硬件和软件层面解决了PUF可靠性的问题.实验表明,所提方法的额外硬件开销小于2％,基准程序测试结果表明单个认证点的额外性能开销小于0.5％.
提交时间：2020-08-20
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