一種嵌入式信號處理軟件構(gòu)件測試框架

楊永國

摘要：為了緩解嵌入式信號處理軟件構(gòu)件人工測試的不足，設(shè)計(jì)一種自動化測試框架極為必要?；诖?，本文從特征與主要流程入手，明確了嵌入式信號處理軟件構(gòu)件測試的內(nèi)容，并依托三層體系架構(gòu)完成嵌入式信號處理軟件構(gòu)件測試框架的設(shè)計(jì)，分析了測試框架中不同的功能單元。

關(guān)鍵詞：嵌入式信號處理軟件;構(gòu)件測試;自動化測試

中圖分類號：TP274.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）10-0184-02

0 引言

對于嵌入式系統(tǒng)來說，其主要被應(yīng)用于特定的硬件設(shè)備上。由于有著更高的功能性與可靠性，因此在當(dāng)前更加常用于雷達(dá)信號處理中。受到嵌入式系統(tǒng)自身特征的影響，對其展開測試工作具有較高的難度，傳統(tǒng)的人工測試難以更好滿足當(dāng)前嵌入式系統(tǒng)的測試需求。以此，探究嵌入式系統(tǒng)自動化測試方法有著極高的現(xiàn)實(shí)價值。

1 嵌入式信號處理軟件構(gòu)件測試的簡述

1.1 測試的特征分析

對于嵌入式信號處理軟件構(gòu)件測試來說，其特征主要如下：第一，在實(shí)際的測試中，必須要保證在實(shí)物板卡中展開。造這一情況的原因主要為多數(shù)硬件設(shè)備難以匹配上合適的模擬器，同時一些能夠匹配上的模擬器無法滿足實(shí)際要求的處理性能[1]。第二，軟件單一測試中的測試數(shù)據(jù)量的最高可達(dá)到MB級。在這樣的背景下，并不能直接展開測試數(shù)據(jù)值的直接輸入，必須依賴仿真程序?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的產(chǎn)生。第三，硬件與測試的驅(qū)動程序必須維持在緊密耦合的狀態(tài)。同時，測試的驅(qū)動程序必須要在與硬件庫包交叉編譯并形成可執(zhí)行文件的條件下，才能夠投入實(shí)際的運(yùn)行。

1.2 測試的過程分析

在嵌入式信號處理軟件構(gòu)件測試的輸入層面中，包含著待測構(gòu)件、測試場景;在上位機(jī)層面中，包含著測試數(shù)據(jù)生成、預(yù)期結(jié)果生成、測試用例生成、結(jié)果驗(yàn)證、測試報(bào)告編寫、測試結(jié)果上傳等等，主要實(shí)現(xiàn)了對測試的設(shè)計(jì)、用例的生成與比較;在硬件設(shè)備層面，主要實(shí)現(xiàn)了測試過程的執(zhí)行，并在網(wǎng)口的支持下與上位機(jī)層面實(shí)現(xiàn)連接。

對于嵌入式信號處理軟件構(gòu)件測試來說，其主要流程如下所示：依托待測構(gòu)件的實(shí)際情況完成用例場景的測試，在形成測試輸入數(shù)據(jù)、預(yù)期輸出結(jié)果后，實(shí)現(xiàn)測試用例的生成;在測試用例的支持下展開測試驅(qū)動的編寫，并在交叉編譯后直接下載到硬件運(yùn)行層面;測試完成后輸出結(jié)果，并對比前期產(chǎn)生的預(yù)期輸出，實(shí)現(xiàn)測試結(jié)果的形成與確認(rèn);依托測試結(jié)果輸出嵌入式信號處理軟件構(gòu)件的測試報(bào)告。

2 嵌入式信號處理軟件構(gòu)件測試的框架設(shè)計(jì)

2.1 總體測試框架設(shè)計(jì)

在本研究中，主要使用三層體系架構(gòu)完成嵌入式信號處理軟件構(gòu)件測試框架的設(shè)計(jì)。其中，主要將測試框架劃分為數(shù)據(jù)訪問層、業(yè)務(wù)邏輯層以及表示層[2]。在該測試框架的數(shù)據(jù)訪問層中，包含著數(shù)據(jù)庫的訪問接口（與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行連接）以及硬件通信接口（與硬件設(shè)備進(jìn)行連接），主要與數(shù)據(jù)庫、硬件設(shè)備建立起交互的關(guān)系，在相應(yīng)接口的支持下，完成數(shù)據(jù)的上傳與提取。在本測試框架的業(yè)務(wù)邏輯層中，包含著數(shù)據(jù)產(chǎn)生、測試執(zhí)行以及結(jié)果驗(yàn)證單元，主要實(shí)現(xiàn)了預(yù)期結(jié)果、測試用例輸入數(shù)據(jù)的生成。同時，在前期設(shè)置的測試步驟的支持下，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動代碼的生成，并交叉編譯至硬件設(shè)備中展開運(yùn)行。業(yè)務(wù)邏輯層還能夠?qū)崿F(xiàn)測試結(jié)果的接收，并在此基礎(chǔ)上驗(yàn)證測試結(jié)果的正確性。對于本測試框架的表示層來說，包含著測試用例、測試報(bào)告以及系統(tǒng)日志單元，主要為用戶提供了人機(jī)交互界面、數(shù)據(jù)輸入與輸出的接口。此時，用戶可以完成測試用例的導(dǎo)入、下載測試結(jié)果，與此同時，還能夠在實(shí)際的測試中展開測試過記錄的實(shí)時性查詢。

2.2 測試框架的具體單元設(shè)計(jì)

2.2.1 驅(qū)動調(diào)用單元

對測試執(zhí)行過程展開描述的代碼為測試驅(qū)動代碼，其中，最為簡單、常見的測試驅(qū)動代碼為待測試構(gòu)件的調(diào)用函數(shù)。對于嵌入式信號處理軟件來說，其測試驅(qū)動的內(nèi)容一般為固定內(nèi)容，包括測試輸入數(shù)據(jù)的載入、待測構(gòu)件執(zhí)行的調(diào)用、構(gòu)件輸出數(shù)據(jù)的保存。然而，上述操作內(nèi)容均需要硬件地層函數(shù)的支持，因此在傳統(tǒng)的嵌入式信號處理軟件構(gòu)件測試中更多的使用了人工編程的方法。

針對這一情況，在本次構(gòu)件測試框架的驅(qū)動調(diào)用單元設(shè)計(jì)中，主要引入了一種自動生成測試驅(qū)動代碼的方法。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，需要依托不同的硬件平臺完成硬件庫、基礎(chǔ)驅(qū)動程序模板的打包，并轉(zhuǎn)化成基礎(chǔ)鏡像。在此基礎(chǔ)上，引入了加載參數(shù)以及被調(diào)構(gòu)件信息，并將其視為配置納入驅(qū)動中。此時。測試框架可以依托硬件平臺的不同類型，直接在基礎(chǔ)鏡像庫中提取與硬件平臺相對應(yīng)的驅(qū)動鏡像，實(shí)現(xiàn)配置文件的生成。

2.2.2 數(shù)據(jù)產(chǎn)生單元

對于數(shù)據(jù)產(chǎn)生單元來說，主要實(shí)現(xiàn)了輸入硬件設(shè)備中測試數(shù)據(jù)的生成，并為測試結(jié)果與預(yù)期結(jié)果的對比提供支持。由于上述兩項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)均需要仿真程序生成數(shù)據(jù)的支持，因此，在本單元設(shè)計(jì)主要因進(jìn)入了測試用力表的解析，完成對仿真程序、相關(guān)參數(shù)的獲取，最終實(shí)現(xiàn)測試數(shù)據(jù)的批量產(chǎn)生。

2.2.3 結(jié)果驗(yàn)證單元

在結(jié)果驗(yàn)證單元中，主要實(shí)現(xiàn)了測試用例表中的預(yù)期數(shù)據(jù)、實(shí)測結(jié)果的計(jì)算，并在此基礎(chǔ)上形成測試結(jié)果，為后續(xù)嵌入式信號處理軟件構(gòu)件測試結(jié)果報(bào)告的生成提供支持。

2.2.4 報(bào)告編寫單元

在報(bào)告編寫單元中，包含著的標(biāo)準(zhǔn)的測試結(jié)果輸出模板及文本轉(zhuǎn)換工具，例如T4工具箱、mlreportgen庫等等。該單元能夠結(jié)合用戶的實(shí)際選擇完成文本模式的轉(zhuǎn)換，并自動融入測試報(bào)告的編寫中，最終生成標(biāo)準(zhǔn)的測試報(bào)告。

2.2.5 日志單元

對于該測試框架中的日志單元來說，主要實(shí)現(xiàn)了整個嵌入式信號處理軟件構(gòu)件測試過程的監(jiān)控，并完成測試信息的保存，為用戶排查測試問題提供了有力支撐。在日志單元的實(shí)際運(yùn)行中，會對硬件設(shè)備、測試代理以及測試業(yè)務(wù)展開重點(diǎn)監(jiān)測。其中，對硬件設(shè)備的監(jiān)控需要依托硬件設(shè)備中額外設(shè)置的監(jiān)控線路完成。在監(jiān)控測試代理中，主要依托自動化測試工具檢查點(diǎn)產(chǎn)生的檢測結(jié)果完成。在監(jiān)控測試業(yè)務(wù)中，主要利用了不同單元關(guān)鍵點(diǎn)的插樁所反饋的實(shí)時狀態(tài)信息完成。

2.2.6 測試代理單元

測試框架與底層軟硬件的接口為測試代理，該單元主要完成了訪問數(shù)據(jù)庫、下載數(shù)據(jù)、控制硬件設(shè)備上傳數(shù)據(jù)等功能。在測試腳本的支持下，測試代理單元實(shí)現(xiàn)了與硬件設(shè)備的連接。在本測試框架中，主要使用了QTP腳本錄制功能，控制上位機(jī)完成硬件設(shè)備中FTP的訪問，最終完成清理、上傳與下載數(shù)據(jù)。

在測試代理單元中，包含著能夠連接數(shù)據(jù)庫的標(biāo)準(zhǔn)接口，對測試業(yè)務(wù)訪問數(shù)據(jù)庫的實(shí)現(xiàn)提供支持。此時，測試驅(qū)動能夠結(jié)合實(shí)際需求完成基礎(chǔ)鏡像庫及報(bào)告模板的調(diào)取。

3 結(jié)語

綜上所述，為了更好滿足當(dāng)前嵌入式系統(tǒng)的測試需求，設(shè)計(jì)一種嵌入式系統(tǒng)自動化測試方法極為必要。依托三層體系架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了嵌入式信號處理軟件構(gòu)件測試框架的設(shè)計(jì)。在驅(qū)動調(diào)用單元、數(shù)據(jù)產(chǎn)生單元、結(jié)果驗(yàn)證單元、報(bào)告編寫單元、日志單元、測試代理單元的支持下，該測試框架的可行性更高，且實(shí)現(xiàn)了對嵌入式系統(tǒng)的自動化分析，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)人工測試的不足。

參考文獻(xiàn)

[1] 程知敬，張晉文，劉鳳.一種嵌入式信號處理軟件構(gòu)件測試框架[J].現(xiàn)代雷達(dá)，2019，41（06）：82-85.

[2] 楊光.基于FPGA的嵌入式信號采集與顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2016（16）：200-201.