一種實時捕獲嵌入式軟件長時間運行漏洞的系統(tǒng)及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及捕獲軟件運行漏洞的技術，特別屬于關于嵌入式軟件長時間運行后出現(xiàn)漏洞的捕獲方法。
【背景技術】
[0002]嵌入式系統(tǒng)是一種“完全嵌入受控器件內部，為特定應用而設計的專用計算機系統(tǒng)”，根據(jù)英國電器工程協(xié)會的定義，嵌入式系統(tǒng)為控制、監(jiān)視或輔助設備、機器或用于工廠運作的設備。與個人計算機這樣的通用計算機系統(tǒng)不同，嵌入式系統(tǒng)通常執(zhí)行的是帶有特定要求的預先定義的任務。其核心是由一個或幾個預先編程好以用來執(zhí)行少數(shù)幾項任務的微處理器或者單片機組成。與通用計算機能夠運行用戶選擇的軟件不同，嵌入式系統(tǒng)上的軟件通常是暫時不變的，所以經(jīng)常稱為“固件”。而“固件”經(jīng)常是需要長時間運行的，對于實時系統(tǒng)而言，長時間運行時的準確性無疑是最重要的，因此需要一種方法能夠監(jiān)測長時間運行時出現(xiàn)的漏洞，并將它提示出來而不影響后續(xù)運行的準確性和連續(xù)性。
[0003]現(xiàn)有技術中，還未有對嵌入式系統(tǒng)本身傳輸漏洞的檢測系統(tǒng)，本發(fā)明填補了嵌入式系統(tǒng)運行漏洞檢測方面的空白。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供一種實時捕獲嵌入式軟件長時間運行漏洞的系統(tǒng)，能測量高速(最高達36Mbps)、長距離(最長達4米)運行的嵌入式軟件漏洞，確保系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的運行，提高采集數(shù)據(jù)的準確性。能夠發(fā)現(xiàn)因嵌入式軟件漏洞而造成的采集數(shù)據(jù)的異常，提尚系統(tǒng)的運彳丁效率。
[0005]本發(fā)明的發(fā)明目的通過以下技術方案實現(xiàn):
[0006]本發(fā)明包括與被測嵌入式系統(tǒng)相連接的通信接口處理板，置于工作站內部并依次連接的通信轉換電路板、高速1卡、數(shù)據(jù)分析模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊；通信接口處理板主要將來自被測嵌入式系統(tǒng)的并行數(shù)據(jù)轉換為串行數(shù)據(jù)，然后通過串行通訊電纜送至工作站組件內部的通信轉換電路板；通信轉換電路板用于將從通信接口處理板處接收到的串行數(shù)據(jù)轉換為并行數(shù)據(jù)并發(fā)至高速1卡；高速1卡用于接收并行數(shù)據(jù)并將其存入RAM中，高速1卡通過DMA模式將RAM中的數(shù)據(jù)通過串口傳輸至數(shù)據(jù)分析模塊；數(shù)據(jù)分析模塊用于將接收到的數(shù)據(jù)進行分析、存儲，繪制分析圖實時顯示或通過存儲的數(shù)據(jù)進行回放；數(shù)據(jù)顯示模塊用于通過將數(shù)據(jù)分析模塊繪制的分析圖進行實時顯示或通過存儲的數(shù)據(jù)進行回放實現(xiàn)漏洞的發(fā)現(xiàn)。
[0007]本發(fā)明的有益效果是不僅能完成高速數(shù)據(jù)的采集，而且能通過采集的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)嵌入式軟件長時間運行時出現(xiàn)的漏洞。多重緩沖堆棧線程是一個獨立的循環(huán)線程，可讓監(jiān)控程序長時間運行而不影響主程序操作，而多重緩沖堆棧也可以防止因堆棧溢出等異常造成的數(shù)據(jù)錯漏包問題。采用二進制文件的存儲方式可以用最快的速度將數(shù)據(jù)寫入工作站硬盤，避免因存儲速度慢造成存儲數(shù)據(jù)的失實。
【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明一種實時捕獲嵌入式軟件長時間運行漏洞的系統(tǒng)的系統(tǒng)結構圖；
[0009]圖2是本發(fā)明中通信接口處理板的結構圖；
[0010]圖3是本發(fā)明中通信轉換電路板的結構圖。
【具體實施方式】
[0011]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
[0012]如圖1所示，包括一塊通信接口處理板、通信轉換電路板(置于工作站內部)、高速1卡(置于工作站內部)、4根連接電纜以及工作站數(shù)據(jù)分析軟件、數(shù)據(jù)顯示模塊(軟件)。將通信轉換電路板和高速1卡插在工作站的PCI插槽上，兩者之間使用100芯的專用電纜連接。使用RS-232串口連接線連接高速1卡的串口與工作站串口。使用20芯的數(shù)據(jù)排線連接被測嵌入式系統(tǒng)和通信接口處理板，使用另外2條多芯連接器電纜按接口標識連接通信接口處理板和通信轉換電路板。通信接口處理板和通信轉換電路板是為本發(fā)明專門設計的。
[0013]如圖2所示，通信接口處理板采用并行數(shù)據(jù)接收，串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞剑梢越邮?種類型的數(shù)組組合以及數(shù)據(jù)幀發(fā)送頻率。并行數(shù)據(jù)先經(jīng)第一控制器進行數(shù)據(jù)接收，接收后仍以并行通訊方式發(fā)送給并行轉串行模塊，再經(jīng)并行轉串行模塊轉化為高速串行差分信號，轉化后的高速串行差分信號經(jīng)高速驅動模塊驅動后遠程傳輸。
[0014]如圖3所示，通信轉換電路板接收通信接口處理板轉發(fā)數(shù)據(jù)，并轉發(fā)存儲至數(shù)據(jù)分析模塊，它可連續(xù)存儲I小時數(shù)據(jù)，支持至少4米的傳輸距離。通信轉換電路板主要包含第二控制器、均衡模塊和串行轉并行模塊。均衡模塊采用了自適應電纜均衡器對接收的串行數(shù)據(jù)信號進行均衡，經(jīng)串行轉并行模塊轉化為并行數(shù)據(jù)后發(fā)送給高速1卡。
[0015]高速1卡采用凌華的PCIe_7300A。
[0016]啟動工作站，將通信接口處理板的扳扭開關置于“0N”位置，此時通信接口處理板電源指示燈(Dl)紅色亮起，表明被測系統(tǒng)處于待測試狀態(tài)。按照下述步驟進行測試:
[0017]步驟I)通信接口處理板并行接收被測嵌入式系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)；
[0018]步驟2)原始數(shù)據(jù)經(jīng)第一控制器控制將并行數(shù)據(jù)轉換為串行數(shù)據(jù)串行輸出至通信轉換電路板；
[0019]步驟3)高速1卡將來自通信轉換電路板的并行數(shù)據(jù)信號解碼并存入高速1卡的RAM中；
[0020]步驟4)采用高速1卡的DMA模式將數(shù)據(jù)通過串口傳輸至數(shù)據(jù)分析模塊；
[0021]步驟5)數(shù)據(jù)分析模塊利用多重緩沖堆棧線程將接收到的數(shù)據(jù)以二進制文件的方式存儲并繪圖；
[0022]步驟6)用戶可從實時繪圖曲線或通過回放存儲數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)是否出現(xiàn)漏洞。
【主權項】
1.一種實時捕獲嵌入式軟件長時間運行漏洞的系統(tǒng)，包括與被測嵌入式系統(tǒng)相連接的通信接口處理板，置于工作站內部并依次連接的通信轉換電路板、高速1卡、數(shù)據(jù)分析模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊； 所述通信接口處理板用于將來自被測嵌入式系統(tǒng)的并行數(shù)據(jù)轉換為串行數(shù)據(jù)，然后通過串行通訊電纜送至工作站組件內部的通信轉換電路板； 所述通信轉換電路板用于將從通信接口處理板處接收到的串行數(shù)據(jù)轉換為并行數(shù)據(jù)并發(fā)至高速1卡； 所述高速1卡用于接收并行數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)存入RAM中，高速1卡通過DMA模式將RAM中的數(shù)據(jù)通過串口傳輸至數(shù)據(jù)分析模塊； 所述數(shù)據(jù)分析模塊用于將接收到的數(shù)據(jù)進行分析、存儲，繪制分析圖實時顯示或通過存儲的數(shù)據(jù)進行回放； 所述數(shù)據(jù)顯示模塊用于通過將數(shù)據(jù)分析模塊繪制的分析圖進行實時顯示或通過存儲的數(shù)據(jù)進行回放實現(xiàn)漏洞的發(fā)現(xiàn)。
2.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)分析模塊采用二進制方式進行數(shù)據(jù)存儲。
3.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)分析模塊采用多重緩沖堆棧線程進行數(shù)據(jù)分析。
4.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述通信接口處理板包含第一控制器、并行轉串行模塊和驅動模塊，所述第一控制器用于進行數(shù)據(jù)并行接收，接收后仍以并行通訊方式發(fā)送給并行轉串行模塊； 所述并行轉串行模塊用于接收控制器發(fā)送的數(shù)據(jù)并轉化為串行差分信號； 所述驅動模塊用于將串行差分信號進行遠程傳輸。
5.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述通信轉換電路板包含第二控制器、均衡模塊和串行轉并行模塊，所述第二控制器將接收到的串行數(shù)據(jù)輸入到均衡模塊； 所述均衡模塊采用自適應電纜均衡器對接收的串行數(shù)據(jù)信號進行均衡； 所述串行轉并行模塊用于將均衡后的串行數(shù)據(jù)信號轉化為并行數(shù)據(jù)后發(fā)送給高速1卡。
6.一種實時捕獲嵌入式軟件長時間運行漏洞的方法，包含以下步驟: 步驟I)通信接口處理板并行接收被測嵌入式系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)； 步驟2)通信接口處理板將來自被測嵌入式系統(tǒng)的并行數(shù)據(jù)轉換為串行數(shù)據(jù)，然后通過串行通訊電纜送至工作站組件內部的通信轉換電路板； 步驟3)通信轉換電路板將接收的串行數(shù)據(jù)轉換為并行數(shù)據(jù)； 步驟4)高速1卡將并行數(shù)據(jù)信號解碼并存入軟件RAM中； 步驟5)采用高速1卡的DMA模式將數(shù)據(jù)通過串口傳輸至數(shù)據(jù)分析模塊； 步驟6)數(shù)據(jù)分析模塊利用多重緩沖堆棧線程將接收到的數(shù)據(jù)以二進制文件的方式存儲并繪制分析圖； 步驟7)數(shù)據(jù)顯示模塊實時顯示分析圖或通過回放存儲數(shù)據(jù)供用戶發(fā)現(xiàn)是否出現(xiàn)漏洞。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種實時捕獲嵌入式軟件長時間運行漏洞的系統(tǒng)，包括與被測嵌入式系統(tǒng)相連接通信接口處理板，置于工作站內部并依次連接的通信轉換電路板、高速IO卡、數(shù)據(jù)分析模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊。本發(fā)明還公開了一種實時捕獲嵌入式軟件長時間運行漏洞的方法。本發(fā)明能夠發(fā)現(xiàn)因嵌入式軟件漏洞而造成的采集數(shù)據(jù)的異常，提高系統(tǒng)的運行效率。本發(fā)明的有益效果是不僅能完成高速數(shù)據(jù)的采集，而且能通過采集的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)嵌入式軟件長時間運行時出現(xiàn)的漏洞。
【IPC分類】G06F21-57
【公開號】CN104850790
【申請?zhí)枴緾N201510206804
【發(fā)明人】李志強, 王旭, 張嫢賢
【申請人】中國航空工業(yè)集團公司上海航空測控技術研究所
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年4月27日