嵌入式軟件中的錯誤追蹤機制

文/丁月林

嵌入式系統(tǒng)作為物聯(lián)網(wǎng)終端和邊緣計算系統(tǒng)的重要形式，確保其安全性和可靠性是保證整個物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性的前提，由于受限于計算資源和性能低，導(dǎo)致在嵌入式軟件系統(tǒng)中無法運行復(fù)雜的日志系統(tǒng)對其錯誤進行追蹤和報告，極大的降低了嵌入式軟件運行的穩(wěn)定性和可靠性。在這一背景下本文通過對當(dāng)前先進的事件服務(wù)追蹤技術(shù)進行研究，將事件服務(wù)追蹤技術(shù)應(yīng)用到嵌入式軟件的錯誤追蹤機制設(shè)計中，構(gòu)建了一個可靠、高效的嵌入式軟件錯誤追蹤內(nèi)核，以實現(xiàn)對嵌入式軟件的錯誤事件進行管理和追蹤，對提高嵌入式軟件運行的穩(wěn)定性具有非常重要的意義。

1 事件追蹤理論基礎(chǔ)

本文設(shè)計過程中采用的事件追蹤理論是基于IEC61850提出的應(yīng)用在電力系統(tǒng)中的終端設(shè)備的高效的Reporing事件機制傳輸數(shù)據(jù)集，其不僅在觸發(fā)條件滿足時立即發(fā)布事件報告，也可以是經(jīng)過一段緩存時間按事件順序組合發(fā)布報告。在該事件追蹤機制中，其報告模型主要由事件監(jiān)測器、報告處理器和報告控制三個部分組成。

2 嵌入式軟件錯誤追蹤機制內(nèi)核軟件設(shè)計

圖1：嵌入式軟件錯誤追蹤機制內(nèi)核整體方案

基于上述原理，本文以嵌入式Linux系統(tǒng)為例，對如何應(yīng)用事件追蹤機制構(gòu)建嵌入式軟件錯誤追蹤機制內(nèi)核進行了詳細設(shè)計，其整體設(shè)計方案如圖1所示。整個機制構(gòu)建在嵌入式軟件系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，其中最底層是嵌入式Linux系統(tǒng)和硬件平臺的支撐，然后是TCP網(wǎng)絡(luò)通信、SQLITE3數(shù)據(jù)庫和日志模塊三個模塊的支撐，這三個模塊是目前嵌入式系統(tǒng)標(biāo)配的三個模塊，通過構(gòu)建SоftErrоrTrасkCоnfig模塊、SoftErrorTrackLib內(nèi)核模塊、SoftErrorTrack事件映射模塊和SoftErrorTrackLib應(yīng)用程序API接口四個模塊組成嵌入式軟件的錯誤追蹤機制核心模塊。

3 軟件錯誤追蹤中的事件驅(qū)動觸發(fā)機制設(shè)計

基于前文的整體方案設(shè)計和事件追蹤機制的原理分析，在實現(xiàn)對嵌入式系統(tǒng)中的軟件的錯誤事件的追蹤中，主要是通過SoftErrorTrackLib的內(nèi)核模塊從嵌入式軟件日志系統(tǒng)中實時的獲取數(shù)據(jù)，并根據(jù)SoftErrorTrack映射模塊轉(zhuǎn)換成事件信息，上報到內(nèi)核中的事件庫中，而在整個處理過程中，要實現(xiàn)高效的錯誤事件追蹤，其核心就是需要誰高效可靠的事件驅(qū)動機制。

通過上述的事件驅(qū)動觸發(fā)機制，可以實現(xiàn)對系統(tǒng)中的軟件錯誤信息的實時監(jiān)測和管理，在上述機制中，其中實現(xiàn)的對象是BRCB模塊來實現(xiàn)，通過BRCB模塊的屬性進行控制，對事件觸發(fā)的方式進行管理和控制，實現(xiàn)高效的事件驅(qū)動觸發(fā)，在BRCB模塊中，應(yīng)用于事件觸發(fā)的BRCB中的屬性有兩個，分別為DatSet和TrgOps。DatSet（數(shù)據(jù)集引用），該屬性是通過實時數(shù)據(jù)建模的數(shù)據(jù)對象來構(gòu)成。同時在BRCB中還包括了一個TrgOps（觸發(fā)選項）該選項中包括dchg（數(shù)據(jù)改變）、qchg（品質(zhì)改變）、dupd（數(shù)據(jù)更新）、integrity（完整性）和general-interrogation（總召喚）五個類型的觸發(fā)器。本文追蹤的軟件錯誤狀態(tài)預(yù)測的數(shù)據(jù)同步報告采用上述流程圖最左邊的觸發(fā)機制，以dchg作為觸發(fā)選項，軟件錯誤報告標(biāo)志的狀態(tài)值作為事件觸發(fā)條件。

4 結(jié)語

近年來隨著物聯(lián)網(wǎng)和邊緣計算的快速發(fā)展，對嵌入式軟件系統(tǒng)的性能要求越來越高，如何確保嵌入式軟件運行的穩(wěn)定性和可靠性成為了當(dāng)前嵌入式技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵之一，本文對嵌入式軟件中的錯誤追蹤機制進行研究，提出了一種基于事件驅(qū)動追蹤機制的錯誤追蹤報告機制，以提高嵌入式軟件中的錯誤追蹤的效率和準(zhǔn)確性。對推動未來邊緣計算和物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備的軟件運行的安全性和穩(wěn)定性具有非常重要的意義。