嵌入式軟件自動(dòng)化測(cè)試及管理系統(tǒng)研究

劉明珠 普達(dá)迪泰（天津）智能裝備科技有限公司

嵌入式系統(tǒng)軟件隨著嵌入式微處理器性能的提高而發(fā)展緩慢。近年來(lái)，嵌入式系統(tǒng)軟件的范圍因嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)和嵌入式微處理器的應(yīng)用日益復(fù)雜而擴(kuò)大，促進(jìn)內(nèi)置系統(tǒng)和軟件平臺(tái)的建設(shè)。

一、嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)概述

嵌入式系統(tǒng)具有悠久的發(fā)展歷史。它最初用于軍事、航空和工業(yè)控制。1990年代中期以來(lái)，在互聯(lián)網(wǎng)、通信和家用電器等領(lǐng)域采用了該系統(tǒng)。也就是說，通過計(jì)算機(jī)和嵌入式系統(tǒng)的結(jié)合，計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)從計(jì)算機(jī)時(shí)代發(fā)展到計(jì)算機(jī)時(shí)代，使人們的生活逐步應(yīng)用該系統(tǒng)。而傳統(tǒng)嵌入式軟件設(shè)計(jì)因此得出結(jié)論，MCU，解除功能和對(duì)硬件的依賴是至關(guān)重要的，而傳統(tǒng)嵌入式軟件則主要用于設(shè)計(jì)過程中的功能。而不考慮代碼的重用。數(shù)據(jù)和接口是分開的，在很大程度上軟件的最終質(zhì)量取決于開發(fā)階段。隨著嵌入式系統(tǒng)軟件的進(jìn)一步發(fā)展，當(dāng)前嵌入式系統(tǒng)軟件的功能、大小和復(fù)雜性大大增加。從硬件角度來(lái)看，今天的嵌入式系統(tǒng)比幾年前的PC平臺(tái)大得多。從軟件的角度來(lái)看，顯然存在一個(gè)完善的操作系統(tǒng)。包括文字處理、圖像處理、視頻、音頻和游戲處理以及網(wǎng)頁(yè)瀏覽等應(yīng)用程序。這些程序比PC軟件更復(fù)雜、更強(qiáng)大。大多數(shù)選擇專用硬件和系統(tǒng)的公司都開始改變轉(zhuǎn)換思路。可以使用經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的硬件增強(qiáng)操作系統(tǒng)，并使用軟件替換以前為硬件開發(fā)的所有功能。這大大降低了更改和維護(hù)成本。

二、自動(dòng)化測(cè)試及管理流程

本文將軟件接口設(shè)計(jì)、測(cè)試方案、設(shè)計(jì)、執(zhí)行、結(jié)果、故障管理和回歸測(cè)試合并到一個(gè)管理系統(tǒng)中。如圖1所示測(cè)試自動(dòng)化和流程管理。

1.接口設(shè)計(jì)。開發(fā)者將接口設(shè)計(jì)模塊用于ICD設(shè)計(jì)?；谀K性和重用將接口設(shè)計(jì)元素劃分為數(shù)據(jù)元素、數(shù)據(jù)塊、組、邏輯塊和消息接口模塊。數(shù)據(jù)項(xiàng)是最小的數(shù)據(jù)單元。一個(gè)數(shù)據(jù)塊由多個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)組成（對(duì)于有意義的字段），這些數(shù)據(jù)項(xiàng)由多個(gè)數(shù)據(jù)塊或多個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)組成（對(duì)于更重要）。消息接口模塊是一個(gè)完整的ICD。它由多個(gè)記錄、塊或數(shù)據(jù)元素組成，用于邏輯的特殊設(shè)計(jì)以限制不同元素之間的關(guān)系特殊。長(zhǎng)期設(shè)計(jì)、高效設(shè)計(jì)等。根據(jù)項(xiàng)目的不同，可以配置一系列數(shù)據(jù)項(xiàng)和數(shù)據(jù)塊，以便開發(fā)人員可以根據(jù)項(xiàng)目的需要自定義設(shè)計(jì)。每個(gè)ICD必須包含數(shù)據(jù)的源ID和目標(biāo)id以及相應(yīng)的接口。CIM存儲(chǔ)保存于資料庫(kù)中，并在默認(rèn)的XML文件中配置，顯示測(cè)試的自動(dòng)化、分析和創(chuàng)建。

圖1 自動(dòng)化測(cè)試及管理流程

2.測(cè)試計(jì)劃。測(cè)試程序根據(jù)ICD、軟件開發(fā)規(guī)范、軟件要求、用戶手冊(cè)等執(zhí)行測(cè)試計(jì)劃。測(cè)試計(jì)劃包括為測(cè)試交聯(lián)環(huán)境圖創(chuàng)建、定義測(cè)試類型、設(shè)計(jì)測(cè)試元素或測(cè)試對(duì)象、測(cè)試使用名稱和測(cè)試使用說明。自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)中，測(cè)試人的主要任務(wù)是測(cè)試計(jì)劃和設(shè)計(jì)。在進(jìn)行測(cè)試時(shí)，首先要建立交聯(lián)環(huán)境，確定每個(gè)測(cè)算的軟件組件之間的接口，并分配給每個(gè)軟件插件。創(chuàng)建交聯(lián)環(huán)境時(shí)，測(cè)試分解的功能并對(duì)其進(jìn)行分析提取測(cè)試要求，根據(jù)測(cè)試軟件要求的文檔設(shè)計(jì)測(cè)試子項(xiàng)及試項(xiàng)。測(cè)試類型包括功能、性能、接口、強(qiáng)度等。

3.設(shè)計(jì)測(cè)試。測(cè)試用例特定測(cè)試輸出以供測(cè)試之用。在嵌入式軟件中，大多數(shù)測(cè)試輸入和輸出都是數(shù)據(jù)序列。因此，測(cè)試設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是針對(duì)每個(gè)用例設(shè)計(jì)不同的輸入和輸出數(shù)據(jù)。在設(shè)計(jì)用例之前，必須設(shè)置用例屬性，包括獨(dú)立用例和相關(guān)用例。新測(cè)試用例是獨(dú)立的用例，為場(chǎng)景或過程測(cè)試設(shè)計(jì)測(cè)試用例時(shí)，必須將其屬性設(shè)置為相關(guān)的用例。

4.執(zhí)行測(cè)試。測(cè)試環(huán)境圖、用例、總線路組成執(zhí)行平臺(tái)。測(cè)試分三步進(jìn)行。第一步是分發(fā)數(shù)據(jù)。測(cè)試程序建立并運(yùn)行測(cè)試實(shí)例后，總線路由控制器將根據(jù)計(jì)劃的連接環(huán)境方案和測(cè)試實(shí)例初始化相關(guān)模塊和接口類型，初始化相應(yīng)的代理，并將導(dǎo)入的測(cè)試數(shù)據(jù)分發(fā)到相應(yīng)的代理。在第二步，代理驅(qū)動(dòng)接口將主接收的輸入測(cè)試數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)接口驅(qū)動(dòng)模塊，該模塊根據(jù)通信環(huán)境圖將輸入測(cè)試數(shù)據(jù)發(fā)送到檢測(cè)到的軟件。第三步是監(jiān)控測(cè)試軟件的反應(yīng)。響應(yīng)消息，即測(cè)試數(shù)據(jù)的輸出，將返回到主控制終端。主控制器可以控制多個(gè)代理。代理程式數(shù)目與交聯(lián)環(huán)境圖中的相互連線模組數(shù)目有關(guān)。代理程序監(jiān)視點(diǎn)到點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸。

5.查看并記錄測(cè)試結(jié)果。主終端收到代理返回的數(shù)據(jù)后，將根據(jù)ICD自動(dòng)顯示和分析這些數(shù)據(jù)。將顯示所有交互式數(shù)據(jù)。雙擊選定的數(shù)據(jù)可以查看數(shù)據(jù)分析，直觀地演示測(cè)試執(zhí)行情況，并支持過濾顯示的數(shù)據(jù)以進(jìn)行觀察。

6.故障管理和回歸測(cè)試。測(cè)試人員必須確認(rèn)測(cè)試結(jié)果。必須為每個(gè)Fail測(cè)試應(yīng)用程序確認(rèn)每個(gè)Fail的步驟，以解決未測(cè)試的軟件錯(cuò)誤。如果測(cè)試確認(rèn)軟件中存在錯(cuò)誤，則應(yīng)在相應(yīng)的測(cè)試之后提交錯(cuò)誤日志。提交記錄單后，軟件項(xiàng)目經(jīng)理可以查看信息，識(shí)別缺陷并對(duì)其分配。開發(fā)人員可以通過引用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試用例來(lái)重現(xiàn)問題并修改缺陷。已更正缺陷狀態(tài)將標(biāo)記為已更正，對(duì)已更正的缺陷驗(yàn)證回歸。

7.數(shù)據(jù)分析和知識(shí)庫(kù)。在測(cè)試結(jié)束時(shí)總結(jié)測(cè)試過程，并測(cè)試用例、測(cè)試成功率、錯(cuò)誤率等統(tǒng)計(jì)，然后以指定格式導(dǎo)出報(bào)告。與此同時(shí)，我們?cè)诘湫偷臏y(cè)試環(huán)境中提供了一個(gè)設(shè)計(jì)良好、可重復(fù)使用的測(cè)試環(huán)境，該環(huán)境具有構(gòu)成價(jià)值的缺陷庫(kù)。這樣，我們就加快了測(cè)試經(jīng)驗(yàn)的積累，以適應(yīng)后期的測(cè)試的借鑒。

本文運(yùn)用工程化軟件概念，將接口設(shè)計(jì)、測(cè)試程序、測(cè)試、運(yùn)行、結(jié)果、缺陷管理和回歸測(cè)試整合到一個(gè)管理系統(tǒng)中。測(cè)試人員主要關(guān)注測(cè)試的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)高效、集中的系統(tǒng)集成測(cè)試，將流程管理、信息傳遞、缺陷跟蹤、知識(shí)積累等功能結(jié)合起來(lái)。以簡(jiǎn)化和加快測(cè)試過程的設(shè)計(jì)，提高軟件測(cè)試的效率和質(zhì)量。