嵌入式軟件測試關(guān)鍵技術(shù)研究

張海軍

摘要：嵌入式軟件是最難測試的一種軟件，不同測試階段需要建立不同的測試環(huán)境、采用不同的測試技術(shù)。本文對構(gòu)建嵌入式軟件測試環(huán)境的關(guān)鍵測試技術(shù)進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：嵌入式；軟件測試；關(guān)鍵技術(shù)

引言

在嵌入式軟件測試的不同階段，只有選擇和建立恰當(dāng)?shù)臏y試環(huán)境，才能保證嵌入式軟件測試的質(zhì)量和效率，而嵌入式軟件測試環(huán)境的建立是一項復(fù)雜、困難的工作，需要考慮多方面的因素、解決很多技術(shù)難題。

1、嵌入式軟件白盒測試關(guān)鍵技術(shù)

1.1 靜態(tài)分析技術(shù)

嵌入式軟件主要采用C、匯編語言來實現(xiàn)。采用C語言開發(fā)的嵌入式軟件，一般符合統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，目前有許多測試工具支持其靜態(tài)分析，主要有McCabe、Cantata、Clockwork、TestBed等。但是采用匯編語言開發(fā)的嵌入式軟件，由于CPU的不同，必須針對特定的匯編語言專門開發(fā)相應(yīng)的工具。

1.2 覆蓋率測試技術(shù)

在進(jìn)行覆蓋率測試時，程序插裝和覆蓋率數(shù)據(jù)的獲取是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，一般有純軟件方式、純硬件方式和軟硬件結(jié)合方式。純軟件的測試工具主要有TestBed、Logiscope等。純硬件的方式是利用硬件工具，在線實時對總線上的數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣。軟硬結(jié)合的方式是綜合純硬件和純軟件兩種實現(xiàn)方式之后的一種方式。

1.3 內(nèi)存測試技術(shù)

內(nèi)存測試的手段主要包括靜態(tài)檢查、動態(tài)檢查、人工測試等。靜態(tài)檢查是指使用內(nèi)存靜態(tài)檢查工具（如PolySpace）在不執(zhí)行代碼的情況下來檢查內(nèi)存方問題；動態(tài)檢查使用內(nèi)存動態(tài)檢查工具（如Insure++）在軟件運行時進(jìn)行檢查；人工測試是自行設(shè)計專門的用例來檢查可能存在的內(nèi)存缺陷。

2、嵌入式軟件黑盒測試關(guān)鍵技術(shù)

2.1 仿真建模技術(shù)

嵌入式軟件通常運行于特定的物理環(huán)境中，外部交聯(lián)設(shè)備復(fù)雜，在進(jìn)行測試時需要構(gòu)建仿真測試環(huán)境。根據(jù)運行環(huán)境和實際環(huán)境的差異，嵌入式軟件測試環(huán)境可分為全數(shù)字仿真測試環(huán)境、半實物仿真測試環(huán)境和全實物仿真測試環(huán)境。典型的嵌入式軟件仿真測試環(huán)境構(gòu)建有：ADS、GESTE等。

2.2 目標(biāo)數(shù)據(jù)生成技術(shù)

嵌入式軟件性能的好壞，往往可以從一些特殊情況的處理能夠直接反映出來。這些特殊情況不僅直接影響其性能指標(biāo)的好壞，更有甚者可以導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。但是，利用真實目標(biāo)進(jìn)行測試，有些特殊情況根本不可能或很難實現(xiàn)，因此，有必要采用模擬的手段來實現(xiàn)，即研究如何利用matlab等軟件產(chǎn)生模擬數(shù)據(jù)。

2.3 測試用例設(shè)計方法

很多嵌入式軟件涉及眾多條件參數(shù)組合的輸入，在設(shè)計測試用例時，全邏輯覆蓋必然使測試用例的數(shù)量急劇膨脹。而如果采用人工隨機選擇參數(shù)組合進(jìn)行測試，則測試的充分性和正確性又難以保證，所以需要采用正交實驗法、組合設(shè)計、判定表法等特殊的測試用例設(shè)計方法，來縮減測試用例規(guī)模，同時也能保證滿足規(guī)定的測試覆蓋率要求。

2.4 測試數(shù)據(jù)獲取技術(shù)

嵌入式軟件測試的困難之一是在目標(biāo)機或仿真機上如何注入測試輸入數(shù)據(jù)以及獲取測試過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。嵌入式軟件測試數(shù)據(jù)輸入和獲取的手段包括：外接鍵盤顯示器、在線輔助設(shè)備、I/O接口、邊界掃描、總線監(jiān)聽、在線仿真器ICE等。嵌入式系統(tǒng)的靈活性導(dǎo)致其采用的I/O端口、總線標(biāo)準(zhǔn)多種多樣，在實際測試任務(wù)中，要針對具體裝備的特點和測試內(nèi)容，綜合考慮采用哪種數(shù)據(jù)輸入獲取方式。

2.5 數(shù)據(jù)分析處理技術(shù)

數(shù)據(jù)處理類嵌入式軟件，一般涉及到復(fù)雜的數(shù)學(xué)運算，這樣就帶來計算結(jié)果的正確性如何判斷的問題。對于一組輸入數(shù)據(jù)和結(jié)果數(shù)據(jù)，需要將輸入數(shù)據(jù)輸入仿真程序計算得到一個計算結(jié)果數(shù)據(jù)，將其與獲取的結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，來判斷程序運算功能的正確性。這里需要注意兩個問題：第一，仿真程序的正確性；第二，仿真計算結(jié)果和采集實際結(jié)果的誤差范圍。

結(jié)束語

雖然日前已經(jīng)有一些針對嵌入式軟件的測試工具和軟件，但構(gòu)建嵌入式軟件測試環(huán)境困難多、技術(shù)復(fù)雜，在有些方面仍存在不足，需要通過對嵌入式軟件仿真測試環(huán)境和嵌入式軟件測試技術(shù)進(jìn)行不斷研究，進(jìn)一步完善和研制更先進(jìn)的測試工具。

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