E-SWEAM : una metodologia per l'analisi di guasto all'interno di applicazioni eseguite su sistemi dedicati

Con l’utilizzo sempre più frequente di sistemi dedicati in molti ambiti e contesti della vita di tutti i giorni, sono cresciute le esigenze di affidabilità in modo significativo poiché questi sistemi sono sempre più soggetti a soft errors causati dall’ambiente nel quale operano anche a causa del processo produttivo con il quale vengono realizzati. Per ovviare a questo problema, i sistemi sono sottoposti a test specifici per verificarne l’affidabilità e la suscettibilità ai guasti. Le metodologie di valutazione presenti in letteratura, però, sono carenti per quanto riguarda l’analisi accurata della propagazione degli errori, e non investigano, in modo approfondito, le relazioni che sussistono tra i guasti nell’hardware e gli errori nel software. Questo lavoro di tesi è frutto di uno studio critico delle metodologie di analisi di affidabilità di sistemi digitali hw/sw. Con questo studio, abbiamo individuato dei limiti sostanziali negli approcci passati che ci hanno portato alla formulazione di una nuova metodologia chiamata Enhanced Software Error Analysis Methodology (E-SWEAM). Da queste premesse, lo sviluppo di E-SWEAM è coinciso, fin dall’inizio, con la volontà di proporre un metodo efficace nello studio delle classi di fallimento e nell’analisi delle criticità di un sistema dedicato, siano esse rappresentate da componenti hardware particolarmente suscettibili ai guasti, o siano esse rappresentate da funzionalità software critiche per la corretta esecuzione dell’applicazione. L’obiettivo di questa tesi, quindi, è di presentare la metodologia che dà il titolo all’elaborato, unitamente a dei casi di studio specifici, nei quali essa è stata applicata, con lo scopo di validarne le ipotesi di partenza. E-SWEAM sfrutta la tecnica di iniezione di guasti per valutare le proprietà del sistema e per modellarne in modo preciso le tipologie di fallimento. Inoltre, nei casi di studio proposti, abbiamo sfruttato le proprietà di analisi accurata dal punto di vista del software per valutare le proprietà di affidabilità dei sistemi in analisi. I risultati di questo lavoro sottolineano le potenzialità della metodologia proposta. E-SWEAM è in grado di estrarre, dai modelli simulati, informazioni che in precedenza non era possibile ottenere; queste informazioni comprendono, ad esempio, l’analisi del flusso di chiamate a funzione oppure il numero di errori sui dati in uscita da ogni funzione, ed esse sono facilmente associabili ai guasti iniettati a livello architetturale.