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@PhDThesis{Conceição:2019:AbSiTe,
               author = "Concei{\c{c}}{\~a}o, Carlos Augusto Paiva Lameirinhas da",
                title = "Abordagem sistem{\'a}tica de testes de software comunicante 
                         embarcado em nanosat{\'e}lites com foco em falhas de 
                         interoperabilidade",
               school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
                 year = "2019",
              address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
                month = "2019-05-30",
             keywords = "Cubesat, dependabilidade, interoperabilidade, robustez, tratamento 
                         de falha, Cubesat, dependability, interoperability, robustness, 
                         treatment of fault.",
             abstract = "Os estudos desenvolvidos nesta tese apresentam uma abordagem 
                         sistem{\'a}tica de testes de software comunicante embarcado em 
                         nanosat{\'e}lite com foco em tratamento de falhas de 
                         interoperabilidade. A abordagem destina-se a identificar e evitar 
                         falhas entre subsistemas comunicantes no in{\'{\i}}cio do 
                         processo de verifica{\c{c}}{\~a}o e valida{\c{c}}{\~a}o 
                         (V\&V) de miss{\~o}es espaciais de baixo custo e curto ciclo de 
                         desenvolvimento, tais como as miss{\~o}es de sat{\'e}lites de 
                         pequeno porte que utilizam o padr{\~a}o Cubesat. As plataformas 
                         Cubesats s{\~a}o uma evolu{\c{c}}{\~a}o no setor espacial 
                         permitindo levar em {\'o}rbita cargas {\'u}teis 
                         cient{\'{\i}}ficas e inovadoras a baixo custo. Entretanto, o 
                         baixo or{\c{c}}amento e tempo de desenvolvimento reduzido 
                         comprometem o processo de V\&V, penalizando a qualidade requerida 
                         na realiza{\c{c}}{\~a}o dos testes de integra{\c{c}}{\~a}o dos 
                         subsistemas de carga {\'u}til desses sat{\'e}lites. Considerando 
                         o fato de as funcionalidades dos sistemas embarcados implementadas 
                         por software serem crescentes, a abordagem apresenta um Sistema de 
                         Teste com Arquitetura Escal{\'a}vel (STAE) para apoiar o processo 
                         de V\&V na integra{\c{c}}{\~a}o de subsistemas embarcados 
                         intensivos em software. A abordagem apresentada nesta pesquisa de 
                         tese visa antecipar, no processo de desenvolvimento de 
                         nanosat{\'e}lites, poss{\'{\i}}veis falhas de 
                         intera{\c{c}}{\~a}o da plataforma com suas cargas {\'u}teis e 
                         facilita a reutiliza{\c{c}}{\~a}o da arquitetura de teste em 
                         diferentes fases de uma mesma miss{\~a}o ou em sat{\'e}lites da 
                         mesma fam{\'{\i}}lia, por meio da aplica{\c{c}}{\~a}o 
                         combinada das abordagens {"}Model-Driven Engineering{"} e 
                         {"}Model-Based Testing{"}. O m{\'e}todo desenvolvido sistematiza: 
                         i) a concep{\c{c}}{\~a}o de modelos comportamentais de 
                         subsistemas comunicantes buscando verificar os requisitos de 
                         interoperabilidade dos subsistemas por meio da 
                         valida{\c{c}}{\~a}o dos modelos (MIL - Model-in-the-loop), ii) a 
                         gera{\c{c}}{\~a}o autom{\'a}tica de c{\'o}digo computacional a 
                         partir dos modelos validados, por ferramentas MDE, permitindo a 
                         verifica{\c{c}}{\~a}o dos requisitos de interoperabilidade em 
                         ambiente simulado, com o uso do barramento de 
                         comunica{\c{c}}{\~a}o real (SIL - Software-inthe- loop), iii) a 
                         evolu{\c{c}}{\~a}o dos modelos para que casos de testes 
                         abstratos possam ser gerados por ferramentas MBT, iv) a 
                         execu{\c{c}}{\~a}o de casos de testes para validar os 
                         subsistemas reais (HIL - Hardware-in-the-loop) na fase de 
                         integra{\c{c}}{\~a}o, e v) a possibilidade de injetar falhas por 
                         meio de um Mecanismo Emulador de Falhas (FEM), o qual permite 
                         testar a intera{\c{c}}{\~a}o dos subsistemas reais em termos de 
                         requisitos de robustez especificados. Para auxiliar na 
                         especifica{\c{c}}{\~a}o de requisitos de robustez, a abordagem 
                         apresentada utiliza uma planilha de dependabilidade, que aplica os 
                         conceitos da {\'a}rvore de dependabilidade e an{\'a}lise 
                         causa-efeito para mitiga{\c{c}}{\~o}es de falha. Para demonstrar 
                         sua efetividade, a abordagem desenvolvida no {\^a}mbito desta 
                         tese foi aplicada na V\&V da interoperabilidade dos subsistemas 
                         intensivos em software embarcados no nanosat{\'e}lite 
                         NanosatC-BR2, em desenvolvimento no INPE. Os testes de 
                         intera{\c{c}}{\~a}o foram realizados nos subsistemas Computador 
                         de Bordo e a carga {\'u}til denominada Sonda de Langmuir. Os 
                         resultados obtidos proporcionaram o tratamento de falhas durante o 
                         processo de V\&V de sistemas intensivos em software embarcados do 
                         nanosat{\'e}lite NanosatC-BR2. ABSTRACT: The studies developed in 
                         this thesis present a systematic testing approach of communicating 
                         software embedded in nanosatellites focusing on the treatment of 
                         interoperability faults. The approach is intended to support the 
                         verification and validation (V\&V) process of low-cost space 
                         missions, which have short development cycle, such as small 
                         satellite missions based on the Cubesat standard. The Cubesats 
                         platforms are an evolution in the space sector, allowing to bring 
                         into the orbit scientific and innovative payloads at low cost. 
                         However, low budget and low development time compromise the V\&V 
                         process, penalizing the quality required to perform the 
                         integration tests of the payload subsystems of these satellites. 
                         Considering the fact that the functionalities of the embedded 
                         systems implemented by software are increasing, the approach 
                         introduces a Scalable Architecture Test System (STAE) to support 
                         the V\&V process in the integration of embedded software 
                         intensive subsystems. The approach proposed in this research 
                         thesis aims to anticipate, in the nanosatellite development 
                         process, common faults related to the satellite platform 
                         interaction with its payloads. Moreover, it facilitates the reuse 
                         of the test architecture in different phases of the same mission 
                         or in satellites of the same family, through the combined 
                         application of the Model-Driven Engineering and Model-Based 
                         Testing tools. The developed approach systematizes: i) the design 
                         of behavioral models of communicating subsystems in order to 
                         verify the subsystem interoperability requirements through model 
                         validation (MIL - Model-in-the-loop), ii) the automatic generation 
                         of computational code from the validated models, by MDE tools, 
                         allowing the verification of interoperability requirements in a 
                         simulated environment, with the use of the SIL 
                         (Software-in-the-loop), since the generated codes are embedded in 
                         STAE components, (iii) the evolution of models so that abstract 
                         test cases can be generated by MBT tools, iv) the execution of 
                         test cases to validate the real subsystems (HIL - 
                         Hardware-in-theloop) in the integration phase, and v) the 
                         possibility of injecting faults through a Fault Emulator Mechanism 
                         (FEM), which allows testing the interaction of the actual 
                         subsystems in terms of specified robustness requirements. To 
                         support the specification of robustness requirements, the proposed 
                         approach uses a dependability worksheet, which applies the 
                         concepts of the dependability tree and cause-and-effect analysis 
                         for fault mitigations. In order to demonstrate the approach 
                         effectiveness, it was applied in the V\&V of the software 
                         interoperability embedded into the NanosatC-BR2 nanosatellite, 
                         under development at INPE. The interactions between the On-board 
                         Computer subsystem and the payload called the Langmuir Probe were 
                         the testing target. The results obtained allowed to anticipate the 
                         treatment of faults during the V\&V process of the software 
                         intensive systems embedded in the NanosatC-BR2 nanosatellite.",
            committee = "Dos Santos, Walter Abrah{\~a}o (presidente) and 
                         Mattiello-Franscisco, Maria de F{\'a}tima (orientadora) and 
                         Montecchi, Leonardo (orientador) and Ambrosio, Ana Maria and 
                         Dur{\~a}o, Ot{\'a}vio Santos Cupertino and Bizarria, Francisco 
                         Carlos Parquet and Villani, Em{\'{\i}}lia",
         englishtitle = "Systematic testing approach of communicating software embedded in 
                         nanosatellites focusing on interoperability faults",
             language = "pt",
                pages = "357",
                  ibi = "8JMKD3MGP3W34R/3TBGC2H",
                  url = "http://urlib.net/rep/8JMKD3MGP3W34R/3TBGC2H",
           targetfile = "publicacao.pdf",
        urlaccessdate = "30 nov. 2020"
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