形式手法 T-VEC モデル検証、テスト自動生成ツール 実践的に活用できるフォーマルメソッド

要件モデル(TTM)、Simulink/Stateflow のモデル検証、テスト入力と期待値を自動生成 形式手法

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更新日 2012-01-28 | 作成日 2007-12-01

フォーマルメソッド(形式手法)

実践的に採用される 定理証明&テストベクタ自動生成の両立

IEC61508、ISO26262、DO178B/C 認証取得をサポート

モデル検査だけでは、コードの動的検証はカバーされません!

T-VEC_Vmodel.bmp形式手法によるモデル検査とテストベクタ自動生成
 近年 IEC 61508 や ISO 26262 で形式手法(フォーマルメソッド)が提案され、これに便乗する多くの形式検証ツールや、それに関わるセミナーなどが市場に出回っています。それらツールで仕様・設計の正しさや、仕様・設計モデルからのコード生成の正しさを謳えたとしても、コードがターゲットで正しく動作することの証明にはならないので、テストケースの生成、実行、解析などの作業から開放されるわけではありません。

また要件トレーサビリティの必要性が言及されるようになりましたが、これには要求仕様や設計に基づいたテストケースが欠かせません。しかしながらこれを人手に頼り多くの工数を費やすことになるのは周知のとおりです。

tvec_rockwell.bmp
 他の形式手法(フォーマルメソッド)、モデル検査ツールに比較して、T-VECが製品開発に実践的に用いられる理由は、仕様・設計モデルの検証結果(定理証明)からテストベクタが自動生成され、仕様や設計とコードの一致性を検証できることです。

モデルベース検証:要求~テストのトレーサビリティ

T-VEC_LDRA.bmp要求仕様~テストまでのトレーサビリティ
 T-VECは形式手法(フォーマルメソッド)を活用するモデルベース検証ツールです。要求仕様や設計モデルを解析し欠陥を抽出(定理証明)。解析の結果得られる入力値と期待値をテストベクタとして、ソースやオブジェクトコードがモデルと一致しているか、コードに欠陥が無いかを検証出来ることが特徴です。


他の形式手法(フォーマルメソッド)、モデル検査ツールに対するT-VECの優位点は、

*フローティング、ダブルなどにも対応(インテジャー、ブーリアンなどのみでは無い)
*リニア、ノンリニア式 に対応
*サブシステムごとに上流のコンストレインツを加味した入力で検証(状態爆発しない)
*検証結果の成果物として得られる入力値と期待値をテストベクタとして、 ソースやオブジェクトコードがモデルと一致しているかの検証が出来る
*要求モデル、設計モデルの両方に対応している

以上の特徴をもって、大規模な組み込みシステムで実践的に採用されている形式手法、モデル検証ツール(モデル検査のみではない)がT-VECです。

T-VEC カタログLinkIcon

RAVE/TTM 要求仕様や設計を表でモデル化~テスト自動生成

TTM.bmpTTM 表形式で要求仕様をモデリング
 T-VEC 社 RAVE/TTMは、証明された手法を統合し、要求仕様や設計の欠陥防止および自動テストの為のツールです。 T-VEC Tabular Modeler (TTM)は、要求仕様を表形式のGUI を用いてフォーマルにモデル化するフロントエンドツールです。この要求のフォーマルモデルをテストベクタ生成システムでモデル検証(形式検証)し、要求仕様に基づいたテストベクタ生成、実行、結果判定を行います。

*T-VEC Tabular Modeler (TTM)  要求仕様を記述、管理、欠陥解析(表形式のモデルツール)
*テストベクタ生成(機能テストの為のテストケース)
*テストドライバー生成(テストベクタをテストスクリプトとしてテスト実行)
* レポート生成(モデル上の問題・欠陥、テスト結果解析、テストカバレッジなど)によるテスト進捗評価・確認

TTMモデルではインターフェイスを正確に記述しますので、正確な要求仕様・設計を準備できることになり、それに一致した実装が行えるようになります(テストファースト)。
また仕様や設計が曖昧であっても、テスト仕様書があればTTMにモデル化可能です。

T-VEC 社 TTM 要求仕様モデリングツールについて

Simulink Tester Simulinkモデル~自動テスト生成・実行

 T-VEC Tester for Simulink は、 Simulink・Stateflow デザインモデル上の問題・欠陥を解析(形式手法による定理証明、あるいは形式検証)し、検証のための包括的なテストを生成します。

sl2tvec_slick_img_3.jpgSimulinkモデルからテストベクタを自動生成 *複雑かつ大規模モデルから包括的なテストを体系的に生成
*MC/DC テストカバレッジ
*起こり得ないモデル上の欠陥を特定
*自動生成されるコードに対してのテストドライバーを生成
*テストシーケンスベクタ生成(ダイナミックなシステムの振舞いやフィードバックの検証)
*シミュレーション用 .mスクリプト生成(モデルの実証 model validation)
*モデル上の欠陥とその要素の関連付けを画面上のハイパーリンクで容易に
*リグレッションテストを自動化
*進捗確認・評価のためのステータス等のレポート表示
*ツールとしての承認(qualification )対応
*TTM要求仕様モデルとの一致性の検証

フォーマルメソッドによるモデル検証 要求からコードへのトレーサビリティLinkIcon

各種資料

形式手法:モデルベース検証とテスト自動生成の資料公開

ノンリニアにも対応できる唯一の形式手法(フォーマルメソッド)

インターフェイス・ドリブンなモデルからのテスト自動生成

 形式手法(フォーマルメソッド)を活用してテストベクタ、テストドライバーの自動生成をサポートできるアプローチを紹介。

インターフェイス・ドリブンなモデルからのテスト自動生成

間違いだらけの形式手法

間違いだらけの MDD、形式手法、ソフトウエアプロダクトライン開発

C5-M輸送機開発における T-VEC TTM の成果をSTSC CrossTalk で公開

tvec_ttmC5M.bmp
 STSC CrossTalk (The Journal of Defence Software Engineering)の2009年2月の”Requirement Modeling for the C-5 Modernization Program©”で、T-VEC社 TTM要件モデリングツールを用いて、Lockheed Martin Aeronautics Company の C-5 Modernization (C-5M) 計画で達成された特筆すべき成果について公開されました。 

資料はこちらから

MATLAB EXPO 講演資料

 Simulink モデルベース開発の派生開発を支援するプロダクトライン開発・モデル検査・テスト自動生成ツールの統合
 <キーワード: 派生開発、プロダクトライン開発 (SPLE)、フォーマルメソッド(形式手法)、テストベクタ自動生成、モデル検証(Model Based Verification)、要件からテストへのトレーサビリティ・マトリクス>

Simulink/派生開発を支援するSPLE・モデル検査・テスト自動生成

 プロダクトライン・ライフサイクルに於けるテストの自動化プロセスをテーマに、Simulinkモデルベース開発の、プロダクトライン開発支援、モデル検証、テスト自動化、要件のトレーサビリティ・マトリクス(RTM)の各ツールを統合し、デモを交えて発表を行いました。

MATLAB EXPO 2008 講演スライドLinkIcon

 ”フォーマルメソッドによるモデル検証、要求~のトレーサビリティ” T-VEC Simulinkモデル検証を中心に、デモを交えて発表を行いました。

MATLAB EXPO 2007 講演スライドLinkIcon

火星探査機の事故は T-VEC で回避できていた

lander.tif

IEC61508、ISO26262、DO178B、DO178C を一貫してサポート

新規ビットマップ イメージ (25).bmp
 T-VECは要求仕様モデルやSimulinkモデルを形式手法を用いて定理証明し、成果物としてテストベクタを自動生成します。これは各機能要件の取り得る入力範囲の境界値を評価するテストケースと期待値(more than Probabilistic testing)。そして動的テストの結果は、LDRA社ツールでカバレッジ解析(Dynamic analysis and testing) されます。また、LDRAによりソースコードは静的解析、複雑度解析(Static analysis, Software complexity metrics)することができます。

T-VEC/TTM レンタル開始

TVEC_TTM.bmp IEC61508、ISO26262 などで話題になっている形式手法ですが、ビジネスを前提に実践的に利用できるツールは殆どありません。T-VEC/TTMなら、要件を表形式で簡単にモデル化し、形式手法を用いて自動検査するだけでなく、テストベクタが自動生成される。そして最も時間の掛かる検証作業とトレーサビリティの自動化支援により、多くの開発工数が削減できるようになります。
Simulink/Stateflow対応版のレンタルもございます。

ロッキードマーチン社における成功事例

次期有人宇宙船(スペースシャトル) CEV で採用

 CEV (Project Orion)の主契約企業であるロッキードマーチン社は,このプロジェクトにT-VECのTTM要求仕様モデルとSimulinkのモデル検証機能をサブコントラクタも含めて採用することを表明している

ソフトウエアテスト関連記事

NE.bmp ”航空機のソフトウエア技術に焦点を当てた特集記事” 日経エレクトロニクス2008年7月28日号 pp.41-74

”ソフトウエアの検証にモデルを使う、テストケース設計支援 解説記事” 日経エレクトロニクス2008年4月21日号 pp.101-107

  モデル検証、フォーマルメソッド、テストベクタ自動生成、DO-178B、178Cガイドラインなど高信頼性システム向けのテスト手法、アプローチなど広範に解説されています。弊社で扱っている、T-VEC社、LDRA社などの事例も取り上げられています

T-VEC Wiki 日本語版を公開

 T-VEC wiki では、T-VECツールの情報、使用方法、その他関連情報を提供します。DO-178B、DO-178C、フォーマルメソッド、要件からテストまでのトレーサビリティ、要求モデル、デザインモデル、モデルチェッキング、MC/DCカバレッジ、モデルカバレッジ、テストベクタ、など高信頼性システムの V&V に関する幅広い情報を、T-VECツールの観点から紹介しています。
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