@MastersThesis{Batista:2019:InFaTe,
author = "Batista, Carlos Leandro Gomes",
title = "Inje{\c{c}}{\~a}o de falhas em testes de integra{\c{c}}{\~a}o
de subsistemas aplicada a nanossat{\'e}lites",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "2019",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2019-01-30",
keywords = "verifica{\c{c}}{\~a}o e valida{\c{c}}{\~a}o,
nanossat{\'e}lite, CubeSat, robustez, inje{\c{c}}{\~a}o de
falhas, verification and validation, nanosatellite, robustness,
fault injection.",
abstract = "O tempo curto de desenvolvimento e o baixo custo das miss{\~o}es
de nanossat{\'e}lites com o uso do padr{\~a}o CubeSat tem
motivado o crescimento do n{\'u}mero de lan{\c{c}}amentos desses
objetos ao espa{\c{c}}o na {\'u}ltima d{\'e}cada ao redor do
mundo. No entanto, rapidez e pequenos or{\c{c}}amentos n{\~a}o
s{\~a}o garantia de sucesso de miss{\~a}o espacial.
Defici{\^e}ncias na ado{\c{c}}{\~a}o das boas pr{\'a}ticas de
projeto, montagem e testes t{\^e}m sido apontadas como uma das
grandes causas para as ativas falhas nas miss{\~o}es com
nanossat{\'e}lites. Esfor{\c{c}}os no uso de t{\'e}cnicas
eficientes de verifica{\c{c}}{\~a}o e valida{\c{c}}{\~a}o
s{\~a}o necess{\'a}rias. Dado a crescente aplica{\c{c}}{\~a}o
de miss{\~o}es de nanossat{\'e}lites para
qualifica{\c{c}}{\~a}o de novas tecnologias em {\'o}rbita,
comportamentos err{\^o}neos desses subsistemas s{\~a}o
esperados. Por{\'e}m, tal mal funcionamento n{\~a}o pode
representar um risco para a miss{\~a}o como um todo. Robustez
{\'e} uma propriedade importante de um sistema cr{\'{\i}}tico
reativo e n{\~a}o propriamente explorado no padr{\~a}o CubeSats.
Aspectos de comportamento entre os subsistemas comunicantes devem
ser verificados. A sistematiza{\c{c}}{\~a}o de testes para
nanossat{\'e}lites baseados no padr{\~a}o CubeSat deve ser
apoiada por ferramentas compat{\'{\i}}veis de modo a reduzir o
tempo de desenvolvimento no que diz respeito ao tempo consumido
nas atividades de verifica{\c{c}}{\~a}o e valida{\c{c}}{\~a}o.
Neste trabalho {\'e} apresentado o framework de um Mecanismo
Emulador de Defeitos, FEM, para testes de robustez de subsistemas
intensivos em software interoperantes a bordo de um
nanossat{\'e}lite. O FEM atua no canal de comunica{\c{c}}{\~a}o
sendo parte da bancada de testes de integra{\c{c}}{\~a}o em duas
fases do projeto do nanossat{\'e}lite: (i)
especifica{\c{c}}{\~a}o dos requisitos de robustez utilizando
model in the loop, MIL e (ii) valida{\c{c}}{\~a}o da robustez
utilizando hardware in the loop, HIL. Os aspectos arquiteturais do
FEM apoiam sua instancia{\c{c}}{\~a}o para qualquer canal de
comunica{\c{c}}{\~a}o presente no padr{\~a}o CubeSat. Como
exemplo, o FEM foi instanciado para o canal de
comunica{\c{c}}{\~a}o I2C para apoiar os testes realizados no
NanoSatC-BR2. O NanoSatC-BR2 {\'e} uma miss{\~a}o
cient{\'{\i}}fica baseada em um CubeSat em desenvolvimento e
integra{\c{c}}{\~a}o no Instituto Nacional de Pesquisas
Espaciais, INPE, que utiliza o canal de comunica{\c{c}}{\~a}o
I2C para a intera{\c{c}}{\~a}o entre as cargas {\'u}teis e o
subsistema do computador de bordo (OBC). Este prot{\'o}tipo do
FEM foi utilizado para apoiar aos testes de integra{\c{c}}{\~a}o
do OBC com cada carga {\'u}til em um cen{\'a}rio MIL visando a
antecipa{\c{c}}{\~a}o de requisitos de robustez durante o ciclo
de desenvolvimento do nanossat{\'e}lite. ABSTRACT: The short
development time and low cost of nanosatellite missions using
CubeSat standard has motivated the increasing number of launches
of these objects to the space during the last decade around the
world. But, velocity and low budgets do not represent success on
space missions. Lack on good design, assembly and tests practices
have been pointed as one of the great causes for active failures
on nanosatellite missions. Efforts on the use of efficient
verification and validation techniques are needed. Faulty
beahavior of these systems are expected as the nanosatellite
missions applications grows to qualify new technologies in orbit.
Such malfuction shall not represent a risk to the whole mission.
Robustness is an important propriety of reactive critical systems
and not properly exploited in CubeSat standardization. Behavior
aspects of the communicating subsystems on the use of their
interfaces shall be verified. The test systematization of
CubeSat-based nanosatellites supported by proper tools is
necessary to reduce the mission development cycle in terms of the
time consumed by the verification and validation activities. In
this work we present a failure emulator mechanism framework, named
FEM, for robustness testing of interoperable software-intensive
subsystems onboard nanosatellite. FEM acts in the communication
channel being part of the integration test workbench in two phases
of nanosatellite design: (i) robustness requirement specification
using model in the loop (MIL) and (ii) robustness validation using
hardware in the loop (HIL). The architectural aspects of the
proposed FEM framework support its instantiation to any
communication channel of the CubeSat standard. As an example, FEM
prototype was instantiated to I2C communication channel to support
NanosatC-BR2 testing. NanosatC-BR2 is a Cubesat based scientific
mission, under development and integration at Brazilian Institute
for Space Research (INPE), which uses I2C communication channel
for its payloads interactions with the On-Board Data Handling
computer subsystem (OBC). FEM prototype was used to support OBC
integration testing with each payload subsystem at MIL scenario
aiming at anticipating the robustness requirement verification on
the development lifecycle.",
committee = "Santos, Walter Abrah{\~a}o dos (presidente) and Francisco, Maria
de F{\'a}tima Mattiello (orientadora) and Arias, Ronaldo and
Villani, Em{\'{\i}}lia",
englishtitle = "Fault injection in subsystems integration tests applied to
nanosatellites",
language = "pt",
pages = "62",
ibi = "8JMKD3MGP3W34R/3SJ7TLP",
url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP3W34R/3SJ7TLP",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "25 abr. 2024"
}