進入二十一世紀以來，世界範圍內的軌道交通行業都得到了快速發展，中國雖然起步較晚，但是截止目前，高速鐵路運行總里程和城市地鐵運營總里程均已位居世界第一，與之配套的電子軟體系統如牽引控制系統，傳動/行走控制系統，列車通訊、信號和控制系統，安防系統等的研發技術也隨之取得了飛速的發展。伴隨著國內基礎設施建設和我國貿易全球化、“一帶一路”政策的深入，軌道交通行業在未來的很長一段時間內仍會保持高速的發展。
軌道交通是典型的高安全和高可靠性行業，電子和軟體系統的可靠性對列車的安全至關重要，為此相關行業協會出臺了非常全面的標準對軟體的整個研發過程進行規範，並通過協力廠商權威機構的審計和認證確保這些標準的嚴格執行，最終保障軌道車輛和子系統長時間的安全可靠運行。20世紀90年代，歐盟電氣委員會（CENELEC）在總結IEC有關標準、其他國家及行業標準的基礎上，制定了針對軌道交通信號系統的行業標準，即EN5012X，主要包含：
• EN 50126： 鐵路應用—可靠性、可用性、可維護性和安全性技術條件與驗證（RAMS）
• EN 50128：鐵路應用—通信、信號和處理系統—鐵路控制和防護系統軟體
• EN 50129：鐵路應用—通信、信號和處理系統—安全相關鐵路信號電子系統
其中，EN50128主要用來規範鐵路通信、信號等控制系統軟體的研發，經歷了20多年的發展，目前已發展到EN50128:2011.EN50128的核心理念是安全的完整性等級（Safety Integrity Level, 簡稱‘SIL’），覆蓋了從SIL0到SIL4的5個安全完整性等級。EN 50128定義了完整性等級與安全保證體系、品質保證體系、相關技術措施、安全生命週期各階段活動之間的關係並提出了完整的要求。除此之外，隨著軟體研發過程中大量新工具的使用，為了降低工具使用給專案帶來的安全風險，EN 50128標準中還規定對開發和測試類工具的認證和鑒定要求。
如何在軟體的開發和測試過程中高效地滿足EN 50128研發標準並確保系統的可靠性和正確性，成為了軌道交通系統研發企業所不容忽視的問題。
需求和挑戰
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基於EN 50128標準的SIL認證對軟體發展過程和測試有何具體要求？
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效率、品質和合規如何平衡？
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代碼靜態測試和單元測試效率太低
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黑盒測試、灰盒測試和白盒測試哪些環節可以實現自動化？
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有哪些自動化的工具可以提高軟體設計和測試效率？
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對嵌入式軟體和上位機軟體測試的要求和方法有何關鍵區別？
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現有的低效的測試工具是否容易更新換代？
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基於EN 50128標準的SIL認證對輔助的自動化開發和測試工具有何要求？
解决方案
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程式碼靜態分析，使用權威的靜態分析工具Helix QAC或Klocwork滿足MISRA, AutoSAR等常用編碼規範，完美符合EN 50128對程式碼靜態分析的標準
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單元測試和集成測試，利用VectorCAST對軟體單元模組的可靠性和正確性進行驗證,迅速滿足EN 50128對單元測試的要求
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黑盒測試，由“VT System + vTESTstudio + CANoe”集成的Vector HiL系統測試平臺提供針對軌道交通系統的實物硬體模擬和系統測試解決方案
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灰盒測試，DT10支援多CPU系統跟蹤執行、複雜缺陷回溯和性能測試等
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貫穿軟體全生命週期（SDLC）的測試覆蓋率分析，滿足EN 50128各個等級的認證審計需要
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使用Visure Requirements進行需求管理並形成覆蓋軟體生命週期的可溯性
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所提供的常用工具經過協力廠商權威機構符合EN 50128標準的認證和鑒定
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軟體測試外包服務
特別值得關注
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程式碼靜態分析
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單元測試
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性能測試
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系統測試
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可追溯性
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程式碼靜態分析 EN 50128要求軟體的開發過程需要有統一的編碼規範。使用Helix QAC程式碼靜態分析工具可以自動地、權威地對程式碼的合規性進行分析，為用戶快速、準確地查找違規程式碼、隱藏程式碼缺陷，結構不合理的程式碼，在編碼之初即可對常見的程式碼錯誤進行修復。Helix QAC支援MISRAC/C++, AutoSAR C++14, CERT C/C++, CWE C/C++, HiCPP, JSF等常用標準編碼規範結合，支援30多種主流的開發編譯環境。Helix QAC都對工具經過協力廠商機構認證，使用程式碼靜態分析工具，使用者可以快速滿足EN 50128對程式碼靜態分析的要求。
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單元測試
對單個函數或多個函數組成的模組的可靠性和正確性的驗證，都可以歸結為單元測試的範疇。對比於軟體的系統級測試，單元測試更為繁瑣，耗時耗力，而對於有EN 50128合規性要求的嵌入式軟體，由於測試驅動，執行環境和覆蓋率統計等多方面的難點，單元測試則尤其困難，幾乎不可能人工來完成。VectorCAST嵌入式軟體動態測試工具針對EN50128提供了專門的自動化解決方案，利用自動化創建的測試環境、測試用例自動生成、測試用例圖形化設計平臺、靈活的管理機制、全面的覆蓋率統計功能及對40多種常用開發環境的良好支援，可以有效提高單元測試70-80%的效率。VectorCAST也通過了國際權威機構的認證，完全符合基於EN50128的SIL認證的要求。
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性能測試
利用DT10動態測試和跟蹤調試工具，可以長時間跟蹤軟體的執行過程，即時對軟體執行中的各個函數、模組、任務、程式碼塊和CPU負載等不同維度的執行性能進行度量和瓶頸分析。對比于傳統的利用示波器進行性能測試，DT10所提供的性能測試方案效率更高，更容易將性能異常點定位到源碼中的問題根源。
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系統測試
由“VT System + vTESTstudio + CANoe”組建的Vector HiL嵌入式系統網路實物模擬和系統測試平臺，可以為基於A429 (ARINC 429), AFDX(ARINC664)，CAN (ARINC 825)和乙太網協定的嵌入式網路系統，提供包含測試設計、測試執行、網路分析，以及I/O介面、錯誤激勵等硬體板卡的集成化的系統測試平臺解決方案，協助使用者加速測試環境的搭建、測試自動化、自動回歸測試，最終顯著提高測試效率，降低人工成本。Vector HiL系統測試平臺，可以和VectorCAST的結構覆蓋統計功能、Visure需求管理平臺集成，形成一站式的測試和報告解決方案。
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可追溯性
使用Visure Requirements需求管理系統，管理從產品設計，到概要設計到詳細設計的各個層級的設計過程，並與常用的開發測試類系統集成，滿足EN 50128標準對軟體需求可追溯性的要求，更確切地說是，實現研發過程各個環節之間的雙向可追溯性，包括：
• 軟體的系統需求和概要設計之間
• 概要設計和詳細設計之間
• 軟體需求和測試用例之間
• 測試用例和缺陷之間
最終形成需求可追溯矩陣（Requirements Traceability Matrix，簡稱RTM）。EN50128准對可追溯性的要求的最直接的意義就在於研發流程各個環節的資訊一致性和準確、高效的變更影響分析，保證最終交付成果不會偏離預計的目標。
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VectorCAST
領先的C/C++/Ada軟體動態測試和測試完整性驗證工具，覆蓋軟體的單元測試、集成測試、系統測試、回歸測試和覆蓋率分析等主要測試環節。在自動化生成測試用例、高效的圖形化測試平臺和嵌入式測試方面具有顯著優勢。
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Helix QAC
權威的嵌入式軟體C/C++程式碼合規性靜態分析工具，全面支援編碼規則檢查、資料流程分析和程式碼度量等豐富的功能，內建MISRAC/C++, AutoSAR C++14, CERT C/C++, CWE C/C++, HiCPP, JSF等常用編碼規則集。
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DT10
新一代的軟體灰盒測試和系統動態跟蹤調試工具，利用領先的自動化程式碼插裝技術，支援對軟體的長時間運行監控、複雜bug回溯定位、性能測試、軟硬體同步檢測和覆蓋率分析等，尤其適用于高可靠性要求的嵌入式軟體。
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Visure Requirements
一站式的完整需求管理平臺，用於軟硬體產品的研發需求管理，建立貫穿應用全生命週期的可追溯性，覆蓋需求的定義、導入、編輯、變更和維護等各個環節。內建“開箱即用”資料模型，快速滿足常見的高可靠性研發標準。
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VT System
模組化的系統網路實物模擬和測試台架，集成I/O、激勵、電源等硬體板卡與vTESTstudio和CANoe軟體形成集測試設計，網路分析和模擬等一體的系統測試平臺。廣泛支援CAN,乙太網、航空和工業匯流排等協定。
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