嵌入式軟件測試技術(shù)綜述

陳濤

摘 要 本文針對目前在國防領(lǐng)域應(yīng)用比較廣泛的實(shí)時(shí)嵌入式軟件開展測試技術(shù)研究，通過分析覆蓋測試代碼插樁技術(shù)，結(jié)合測評機(jī)構(gòu)購置的嵌入式軟件測試工具，研究了這類工具的工作機(jī)理，最后構(gòu)建一個(gè)實(shí)時(shí)嵌入式軟件覆蓋測試環(huán)境，對于降低軟件測試難度，提高測試充分性具有重要的意義。

【關(guān)鍵詞】嵌入式軟件 覆蓋測試

由于嵌入式軟件具有功能性強(qiáng)，可靠性高，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，體積功耗小等優(yōu)點(diǎn)，被主要應(yīng)用于航空航天、國防交通、醫(yī)療衛(wèi)生、消費(fèi)電子和信息家電等重要領(lǐng)域。因此嵌入式軟件的開發(fā)與測試是目前計(jì)算機(jī)軟件發(fā)展的一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)。

嵌入式軟件是指駐留運(yùn)行在嵌入式計(jì)算機(jī)中的軟件，由于嵌入式系統(tǒng)軟件自身具有的獨(dú)特之處，傳統(tǒng)的非嵌入式軟件的開發(fā)和測試方法將不再適用，因此對嵌入式測試方法和策略的研究尤為重要，測試工具的二次開發(fā)、測試環(huán)境的重新構(gòu)建等，這些都是影響嵌入式軟件測試質(zhì)量的重要因素。

1 嵌入式軟件覆蓋測試策略

覆蓋測試，也稱邏輯覆蓋測試，是軟件白盒測試的主要方法。軟件測試人員根據(jù)軟件規(guī)格說明和程序清單，通過設(shè)計(jì)足夠的測試案例，對軟件的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)進(jìn)行程序語句、分支、條件、路徑調(diào)用測試，在一個(gè)軟件產(chǎn)品中，如果存在某些從來沒有被執(zhí)行過的代碼，那么這個(gè)軟件的質(zhì)量是不可靠的，在從來沒有被執(zhí)行過的代碼中可能存在著使整個(gè)軟件崩潰的BUG而沒有被發(fā)現(xiàn)。

覆蓋測試是驗(yàn)證軟件功能結(jié)構(gòu)正確性，確保軟件可靠性的非常重要的方法，它需要測試工具的支持。在軟硬件資源配置豐富的宿主機(jī)上，測試工具對被測軟件進(jìn)行語法分析，向源程序插樁函數(shù)；在軟硬件資源相對缺乏的目標(biāo)機(jī)上，嵌入式應(yīng)用程序和測試所需要的數(shù)據(jù)信息將通過通信程序回傳到宿主機(jī)，目標(biāo)機(jī)和宿主機(jī)通過物理通道連接傳輸數(shù)據(jù)信息，測試工具負(fù)責(zé)在目標(biāo)機(jī)上接收數(shù)據(jù)信息?；谏鲜鲈?，目前需要解決宿主機(jī)與目標(biāo)機(jī)之間的數(shù)據(jù)信息傳輸問題。

2 基于插樁技術(shù)的嵌入式軟件覆蓋測試

一般地，從覆蓋分析的原理來看，覆蓋分析工具要對被測程序進(jìn)行插樁。在對非嵌入式軟件測試來說，由插樁代碼引起的問題在可以忽略不計(jì)。但是由于嵌入式軟件的系統(tǒng)與硬件密切相關(guān)、I/O通道少、實(shí)時(shí)性強(qiáng)等特點(diǎn)，對于嵌入式軟件來說這卻是致命的問題，因?yàn)榇罅坎鍢洞a會破壞嵌入式軟件程序的實(shí)時(shí)性，導(dǎo)致實(shí)時(shí)性指標(biāo)下降，甚至可能出現(xiàn)軟件不能正常運(yùn)行的問題。

插樁技術(shù)的原理是：首先對被測軟件程序代碼進(jìn)行分析，在被測軟件源程序的合適位置插入插樁語句函數(shù)，插樁語句函數(shù)包括語句、條件、判定等需要覆蓋的目標(biāo)；然后下載新的插樁文件到目標(biāo)板上運(yùn)行，運(yùn)行測試用例，利用工具記錄測試數(shù)據(jù)信息，在宿主機(jī)上結(jié)合程序控制流圖、調(diào)用圖、源代碼、判定節(jié)點(diǎn)條件真值表進(jìn)行嵌入式軟件覆蓋測試結(jié)果分析；最后測評人員根據(jù)分析統(tǒng)計(jì)結(jié)果判斷覆蓋測試執(zhí)行情況，如果不能滿足測試要求，存在沒有測試的代碼路徑，再根據(jù)程序代碼重新設(shè)計(jì)測試用例，如此循環(huán)，最終達(dá)到提高代碼程序的覆蓋率要求。

3 嵌入式軟件覆蓋測試的實(shí)現(xiàn)方法

測評機(jī)構(gòu)已購置了國外先進(jìn)的嵌入式軟件測試工具，包括純軟件方式工作的測試工具（LDRA Testbed、Polyspace），軟硬件結(jié)合方式測試工具（Codetest）和硬件仿真平臺（ADS-2），利用這些工具可以構(gòu)建一個(gè)實(shí)時(shí)嵌入式軟件測試環(huán)境，為有效進(jìn)行嵌入式軟件各階段覆蓋測試提供了參考。

構(gòu)建的嵌入式軟件覆蓋測試環(huán)境如圖1所示。

4 結(jié)束語

本文在研究高級別覆蓋測試技術(shù)理論的基礎(chǔ)上，結(jié)合國外先進(jìn)的嵌入式軟件測試工具使用，對于較少軟件錯(cuò)誤、優(yōu)化軟件代碼結(jié)構(gòu)、降低軟件測試難度、提高軟件測試工作的充分性、有效性以及工作效率具有重要意義。但是在實(shí)際測試中也存在插樁代碼規(guī)模過大，導(dǎo)致被測軟件程序在目標(biāo)系統(tǒng)上無法正常運(yùn)行的問題，這就需要對代碼詞法語法的分析有較高的要求，對軟件編譯過程有更深刻的認(rèn)識和理解，才能為提高軟件質(zhì)量，保證武器裝備的效能做出貢獻(xiàn)。

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作者單位

91404部隊(duì) 河北省秦皇島市 066000endprint