嵌入式軟件自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)分析

袁韜 荀慶來

摘要：隨著我國(guó)嵌入式技術(shù)不斷發(fā)展進(jìn)步。嵌入式自動(dòng)化研究的機(jī)械工具設(shè)計(jì)也已經(jīng)成為當(dāng)代計(jì)算機(jī)行業(yè)的重點(diǎn)。本文針對(duì)自動(dòng)化技術(shù)和嵌入式軟件測(cè)試的交互使用，分析其運(yùn)行環(huán)境和技術(shù)特點(diǎn)，以期為相關(guān)企業(yè)提供借鑒參考。

關(guān)鍵詞：嵌入式;自動(dòng)化測(cè)試技術(shù);分析

中圖分類號(hào)：TP31 文獻(xiàn)識(shí)別碼：A 文章編號(hào)：1001-828X（2019）012-0372-02

作為一項(xiàng)傳統(tǒng)的信息技術(shù)，嵌入式軟件測(cè)試在運(yùn)行早期是采取手工操作方式的，其運(yùn)行費(fèi)時(shí)費(fèi)力，測(cè)試結(jié)果也會(huì)受到人為因素影響。自動(dòng)化技術(shù)的引入，優(yōu)化了嵌入式軟件測(cè)試效能，能夠降低人力成本，提高經(jīng)濟(jì)效益和檢測(cè)質(zhì)量。因此嵌入式軟件自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)有著較好的發(fā)展空間，本文針對(duì)其測(cè)試應(yīng)用進(jìn)行以下分析。

一、嵌入式軟件測(cè)試含義

1.軟件測(cè)試

軟件測(cè)試是一種借助人力來提升軟件的質(zhì)量和準(zhǔn)確性的測(cè)試方式。目前，該項(xiàng)技術(shù)面臨著第三方測(cè)試應(yīng)用環(huán)境不兼容、測(cè)試工具落后、測(cè)試系統(tǒng)通用性差等特點(diǎn)。

2.嵌入式軟件測(cè)試

就嵌入式軟件測(cè)試而言，由于“嵌入式”軟件的內(nèi)部?jī)?nèi)存小、建設(shè)成本高、具有實(shí)時(shí)性、低兼容性等特點(diǎn)。因此該軟件檢測(cè)的方式和傳統(tǒng)方式存在較大差異。和傳統(tǒng)軟件對(duì)比，嵌入式軟件專業(yè)性強(qiáng)。由于其內(nèi)部軟件特征，導(dǎo)致無法在傳統(tǒng)的目標(biāo)機(jī)上完成所有測(cè)試。在測(cè)試的時(shí)候需要耗費(fèi)大量的人力物力，且測(cè)試反復(fù)性較強(qiáng)，也會(huì)縮短設(shè)備使用壽命。其次，嵌入式軟件在運(yùn)行中若發(fā)生問題，會(huì)威脅整個(gè)程序系統(tǒng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)威脅到人身安全。

3.自動(dòng)化測(cè)試

為了降低軟件測(cè)試耗費(fèi)的人力、物力、時(shí)間資源。為軟件開發(fā)提供更多測(cè)試機(jī)會(huì)。自動(dòng)化測(cè)試能夠彌補(bǔ)嵌入式軟件測(cè)試需要的高質(zhì)量測(cè)試環(huán)境、無遺漏測(cè)試效能，有著極高的軟件開發(fā)意義。推行嵌入式自動(dòng)化測(cè)試，能夠改進(jìn)軟件系統(tǒng)優(yōu)化測(cè)試和創(chuàng)新，以讓其符合各項(xiàng)測(cè)試需求，能夠降低產(chǎn)品運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，提高軟件企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和質(zhì)量。

二、嵌入式自動(dòng)化測(cè)試運(yùn)行環(huán)境

隨著自動(dòng)化技術(shù)不斷發(fā)展，原有的嵌入式技術(shù)在測(cè)試環(huán)境和方式上都有著較大改革。就其測(cè)試質(zhì)量而言，能夠減緩長(zhǎng)周期和人工投入影響，在軟件測(cè)試方面發(fā)揮著不可替代的作用。同時(shí)，為了保證運(yùn)行質(zhì)量，其在自動(dòng)化處理時(shí)候也需要依賴穩(wěn)定運(yùn)行環(huán)境。

就自動(dòng)化工具運(yùn)行環(huán)境而言，測(cè)試工具能夠優(yōu)化產(chǎn)品能效性。為了發(fā)揮工具作用，就需要測(cè)試人員了解其軟件工具的特殊之處。對(duì)比傳統(tǒng)軟件測(cè)試，嵌入式軟件運(yùn)行環(huán)境需要特殊硬件設(shè)備配置。以傳統(tǒng)的嵌入式單元測(cè)試為例，該環(huán)節(jié)在運(yùn)行測(cè)試中會(huì)對(duì)所有覆蓋區(qū)域的信息進(jìn)行綜合統(tǒng)計(jì)。要想保證運(yùn)行測(cè)試有效性，就需要在機(jī)械設(shè)備中安裝監(jiān)控程序。通過采取這種方式，能夠優(yōu)化程序有效性分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)文件的全面整合。事實(shí)上，當(dāng)完成整個(gè)文件分析過程后，就可以實(shí)現(xiàn)覆蓋信息全方位統(tǒng)計(jì)。而這個(gè)環(huán)境下，嵌入式軟件實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控和運(yùn)用兩個(gè)過程。就其運(yùn)行發(fā)展而言，這種運(yùn)行模式通常出現(xiàn)在硬件平臺(tái)和宿主機(jī)的不同部位，且其在運(yùn)行環(huán)境之中也會(huì)存在很多差異性。也就是這個(gè)特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了嵌入式軟件的良I生測(cè)試。

三、嵌入式軟件的自動(dòng)化測(cè)試過程研究

要實(shí)現(xiàn)嵌入式軟件自動(dòng)化測(cè)試，主要分析以下幾點(diǎn)因素特征。

1.測(cè)試驅(qū)動(dòng)分析

為了提升測(cè)試結(jié)果的真實(shí)性，需要測(cè)試人員在測(cè)試前進(jìn)行區(qū)域規(guī)劃，盡量的拓展測(cè)試區(qū)域。由于在嵌入式軟件測(cè)試過程中，測(cè)試人員會(huì)采取不同的數(shù)據(jù)和運(yùn)行方式在實(shí)現(xiàn)交互式程序運(yùn)作。當(dāng)完成腳本錄制后，所有腳本錄制數(shù)據(jù)都包含了測(cè)試全過程數(shù)據(jù)。如果后期會(huì)出現(xiàn)程序變化，以上測(cè)試數(shù)據(jù)都會(huì)影響變化后程序的正常使用。這種分離處理方式實(shí)現(xiàn)了測(cè)試自動(dòng)化驅(qū)動(dòng)。也簡(jiǎn)化了原有測(cè)試邏輯語言。

2.對(duì)于生成數(shù)據(jù)的測(cè)試

就嵌入式軟件測(cè)試特點(diǎn)而言，運(yùn)行環(huán)境較為特殊，需要軟件在一個(gè)海量數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行測(cè)試，而由于傳統(tǒng)的人工測(cè)試效率低，質(zhì)量差。因此需要借助自動(dòng)化測(cè)試驅(qū)動(dòng)。在進(jìn)行自動(dòng)化處理后，這些數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)多種類型能夠和方式的輸入，生成有效的測(cè)試數(shù)據(jù)。且該方式能夠促進(jìn)和保證嵌入式軟件測(cè)試運(yùn)行質(zhì)量。

四、嵌入式自動(dòng)化測(cè)試

1.自動(dòng)化測(cè)試運(yùn)行環(huán)境

為了提升嵌入式自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)，建議從自動(dòng)化工具運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化。首先，讓嵌入式軟件運(yùn)行解除特殊硬件設(shè)備的綁定。分析嵌入式軟件的運(yùn)行環(huán)境，完善所有程序覆蓋率信息統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)目標(biāo)文件的有效性分析。此時(shí)，若分析結(jié)束，就可以直接利用覆蓋率信息數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了嵌入式軟件自動(dòng)化、監(jiān)控管理運(yùn)行。

2.自動(dòng)化測(cè)試流程

嵌入式自動(dòng)化測(cè)試能降低測(cè)試成本，提高產(chǎn)品運(yùn)行質(zhì)量，因此該技術(shù)具有較好的發(fā)展前景。由于測(cè)試階段不同，傳統(tǒng)的嵌入式軟件自動(dòng)化測(cè)試可分為“需求測(cè)試”、“設(shè)計(jì)測(cè)試”、“單元測(cè)試”、“集成測(cè)試”、“確認(rèn)測(cè)試”、“系統(tǒng)測(cè)試”幾個(gè)方面。

針對(duì)單元測(cè)試而言，其代表著軟件基本組成單元的運(yùn)行測(cè)試，能夠測(cè)試各個(gè)單元組成是否符合性能需求和可行性需求，因此單元測(cè)試也被稱之為模塊測(cè)試。該階段測(cè)試的目的是最大限度地檢測(cè)程序錯(cuò)誤。

集成測(cè)試也被稱為聯(lián)合測(cè)試，其測(cè)試的對(duì)象是由若干個(gè)單元組成融合的子系統(tǒng)。在實(shí)現(xiàn)單元測(cè)試后，其能夠保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。而測(cè)試中常見問題有接口數(shù)據(jù)丟失、系統(tǒng)數(shù)據(jù)出錯(cuò)等。

確認(rèn)測(cè)試的目的是檢驗(yàn)軟件可運(yùn)行性。因此也常被稱之為“可行性測(cè)試”。該階段是檢測(cè)軟件性能是否符合客戶需求的重要階段。

系統(tǒng)測(cè)試是在基于集成測(cè)試和確認(rèn)測(cè)試后，對(duì)軟件各個(gè)系統(tǒng)接口進(jìn)行的統(tǒng)一測(cè)試，其目的是檢測(cè)系統(tǒng)和其他設(shè)備之間的兼容性和系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)一致性。

3.嵌入式自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)

嵌入式軟件測(cè)試技術(shù)體現(xiàn)在以下三個(gè)方面，一是對(duì)目標(biāo)環(huán)境測(cè)試。測(cè)試人員利用手工測(cè)試方式，對(duì)真實(shí)的終端進(jìn)行測(cè)試，但是此方式并不自動(dòng)化，且耗時(shí)耗力。二是非侵入式自動(dòng)化測(cè)試，其通過交叉測(cè)試方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)所有內(nèi)存文件和程序?qū)嵤y(cè)試，能夠克服環(huán)境和程序內(nèi)存影響。三是宿主環(huán)境測(cè)試，這種方式通過建立模擬數(shù)字化環(huán)境，對(duì)軟件進(jìn)行運(yùn)行測(cè)試，不過這項(xiàng)方式在運(yùn)行時(shí)候會(huì)受到外界環(huán)境干擾，且其測(cè)試結(jié)果并不能真實(shí)反應(yīng)后期運(yùn)行效果，因此該項(xiàng)測(cè)試也僅僅是作為數(shù)據(jù)參考和模擬分析，適合軟件開發(fā)人員使用。

五、對(duì)于嵌入式自動(dòng)化測(cè)試運(yùn)行策略

與傳統(tǒng)的測(cè)試方式不同，嵌入式軟件的專業(yè)性較強(qiáng)，且在運(yùn)行過程中都需要進(jìn)行大量測(cè)試。而最為常見且實(shí)用的自動(dòng)化測(cè)試策略如下：

1.使用靜態(tài)測(cè)試

靜態(tài)測(cè)試即為不通過程序各個(gè)接口處理和結(jié)構(gòu)對(duì)接方式來檢驗(yàn)軟件可行性。通過靜態(tài)測(cè)試，一般能夠發(fā)現(xiàn)軟件程序參數(shù)匹配、嵌套等問題。借助靜態(tài)測(cè)試結(jié)果，能夠?yàn)闇y(cè)試人員進(jìn)一步分析案例和明確測(cè)試提供依據(jù)。常見的靜態(tài)測(cè)試的流程類型主要有代碼檢查、靜態(tài)分析等。通過控制流程圖等方式，能夠?yàn)闇y(cè)試人員提供更為直觀的測(cè)試信息。

2.數(shù)字仿真測(cè)試分析

數(shù)值仿真測(cè)試分析是一種實(shí)時(shí)自動(dòng)化的測(cè)試方式，通過模擬軟件信號(hào)傳輸?shù)姆绞絹韺?shí)現(xiàn)測(cè)試，不需要借助其他硬件系統(tǒng)。就其運(yùn)行效果而言，仿真測(cè)試環(huán)境下的嵌入式軟件測(cè)試實(shí)現(xiàn)了通用性測(cè)試推進(jìn)。在嵌入式測(cè)試初期，激勵(lì)信號(hào)的注入和運(yùn)行監(jiān)控存在較大問題，而仿真測(cè)試能夠虛擬CPU運(yùn)行環(huán)境，對(duì)系統(tǒng)中可運(yùn)行程序進(jìn)行代碼檢查和模擬運(yùn)行、生產(chǎn)報(bào)告等功能，有效解決了傳統(tǒng)嵌入式測(cè)試運(yùn)行難題。

3.Host-tnrcjet測(cè)試策略

實(shí)際上，數(shù)值仿真環(huán)境中也會(huì)出現(xiàn)很多問題，例如測(cè)試軟件會(huì)引起時(shí)間問題。傳統(tǒng)的解決方式是建立更多的目標(biāo)平臺(tái)，和以往主機(jī)平臺(tái)對(duì)比，存在著運(yùn)行目標(biāo)不緊密等問題。通過host-target測(cè)試策略，能夠提升測(cè)試效率，提升程序精確度。主要處理流程如下：首先，借助輔助插件實(shí)現(xiàn)靜態(tài)測(cè)試，并為動(dòng)態(tài)測(cè)試編寫程序代碼;其次，借助程序代碼的運(yùn)行狀況，在主機(jī)平臺(tái)上進(jìn)行功能測(cè)試，糾正錯(cuò)誤代碼;次而，在插件影響下進(jìn)行覆蓋測(cè)試，并加強(qiáng)覆蓋率。最后，重復(fù)性測(cè)試，以保證軟件運(yùn)行合理性。

六、結(jié)語

綜上所述，對(duì)于與傳統(tǒng)嵌入式軟件測(cè)試，自動(dòng)化手段能夠縮短測(cè)試時(shí)間，降低測(cè)試人員操作使用壓力，且能降低測(cè)試成本，提高產(chǎn)品運(yùn)行質(zhì)量，因此該技術(shù)具有較好的發(fā)展前景。不過，由于我國(guó)專業(yè)研究技術(shù)還存在缺陷，嵌入式自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)運(yùn)行研究依舊存在很多問題。筆者根據(jù)其運(yùn)行特點(diǎn)和技術(shù)進(jìn)行了研究分析，并對(duì)優(yōu)化軟件測(cè)試提出了靜態(tài)測(cè)試、host-target測(cè)試策略、數(shù)值仿真測(cè)試等技術(shù)，希望各夠?yàn)橄嚓P(guān)企業(yè)提供參考借鑒。