As embedded systems are being used in a variety of fields and the software is becoming an integral part of the embedded system, interest on embedded software reliability is increasing in terms of providing good service to customers and improving safety. Therefore, it is necessary to figure out how to develop the high reliable embedded software which controls hardware of the system. To guarantee the high software relia-bility, reliability researchers frequently use the software reliability growth models which assume that software failures are caused only by faults which latently exist in the software, which called as pure software failures. However, embedded software is characterized by many interactions with hardware, and it can cause additional failures due to hardware/software interactions besides pure software failures. This kind of failures is called as a hardware related software failure and there are some researches that nearly 20~30 percent of all observed software failures were hardware-related. However, hardware related software failures have been overlooked in traditional software reliability studies and all software failures detected by a testing activity have been classified only as the pure software failures. This can lead to inaccurate reliability estimation because the hardware related software failure process due to faulty hardware is different from the pure software failure process due to latent software faults. Therefore, it is required to develop the new software reliability model with consideration of hardware related software failures.
In this thesis, two new reliability modeling approaches which consider hardware related software fail-ures are proposed for the embedded software reliability estimation. The proposed models are compared with the existing models and the analysis results of the models with real project data are presented. The experimental results show that the Weibull based model which takes into account the characteristics of hardware degradation has the higher fitting-adequacy and superior performance for measurement and estimation. In addition, There was no statistical difference between real project data and estimation data by the Weibull based model. Through these results, the proposed model provides more accurate software reliability estimation and helps setting testing strategies in the early phase of the typical embedded software testing. It also helps increasing estimation accuracy of system reliability.
현대의 시스템은 그 복잡도와 사이즈가 커짐에 따라 이들에 대한 신뢰성 보증의 요구 또한 증가하고 있다. 특히, 최근의 내장형 시스템은 많은 기능을 소프트웨어가 수행함으로 내장형 소프트웨어 신뢰성에 대한 관심이 높아지고 있으며 안정성 제고 및 고객에 양질의 서비스 제공이라는 측면에서 중요성이 매우 강조되고 있다. 이러한 내장형 소프트웨어의 두드러진 특징은 하드웨어와의 많은 상호작용에 있으며 일반적인 내장형 소프트웨어 시험 환경에서는 하드웨어 기능저하, 또는 부분적 결함이 소프트웨어에 의해 실행될 때 소프트웨어는 의도된 기능을 수행하지 못하고 실패하는 현상이 빈번히 발생한다. 이를 하드웨어 연관 소프트웨어 실패라 하며 기존의 소프트웨어 신뢰성 연구에서는 분명히 발생하는 하드웨어 연관 소프트웨어 실패를 간과하고 순수 소프트웨어 실패만을 고려하고 있는 실정이다.
하드웨어 연관 소프트웨어 실패는 발생되는 현상이 순수 소프트웨어 실패와 다르기 때문에 소프트웨어 실패는 내재된 결함에 의해서만 발생한다고 가정하는 기존의 소프트웨어 신뢰성 성장 모델의 데이터로 활용될 수 없다. 그럼에도 불구하고 테스트 동안 발생하는 실패 데이터는 순수 소프트웨어 실패로만 분류되어 수집되고 있으며 기존의 소프트웨어 신뢰성 성장 모델에 그대로 적용되어 부정확한 신뢰성 추정을 유발하게 된다.
본 논문에서는 기존에 간과되었던 하드웨어 연관 소프트웨어 실패를 고려하여 내장형 소프트웨어에 적합한 두 가지의 새로운 신뢰성 모델을 제안한다. 또한 실측 데이터를 이용하여 모델에 적용한 결과를 제시하고 기존 모델과의 적합성을 비교, 분석한다. 실험 결과, 하드웨어 기능저하의 특성을 고려한 와이블 기반 모델이 실측 데이터에 가정 적합한 추정을 보인다는 것을 확인하였으며 실측데이터와 추정된 데이터 사이에 통계적인 차이를 보이지 않기 때문에 제안한 모델을 사용하는 것에 문제가 없다고 결론지을 수 있다. 이를 통하여 일반적인 내장형 소프트웨어 시험 환경에서 보다 정확한 소프트웨어 신뢰성 추정이 가능하며 이른 테스트 단계에서 테스트 전략을 세울 수 있다.
