当前位置: 主页 > 论文下载 > 工学论文 >

嵌入式软件动态测试平台的研究与实现

作者：金晟毅1　孙希昀日期：2014-09-22 14:48 来源：电子技术与软件工程

摘要：本文就嵌入式软件动态测试平台的基本框架内容进行研究，并通过对嵌入式软件动态测试系统中的仿真模块及其功能分析，了解到该动态测试平台的基本运作机理，相关领域要能够充分利
用在很多领域，并且具备一定的社会效益，通过现代化技术的支撑，令很多行业走上了规模化、智能化发展的道路，也为人们的生活和工作提供了诸多便利。尤其是在工业生产与监控、通信、国家航天航空等领域，嵌入式软件的应用不可或缺，且是行业发展的基础条件。但我们在看到科技成果的同时，也应意识到软件测试研究项目的运作过程及其对保证软件质量的重要意义。因为，软件测试是了解系统软件实际运行状况是否优良的最为有效手段。现阶段，有关嵌入式软件动态测试平台的研究内容较为丰富。
1 嵌入式软件动态测试平台的研究内容与分析
从整体来看，测试平台的基本架构较为简单，在现有资源及技术的支撑下，国内外进行了诸多有关嵌入式软件动态测试平台项目的研究，并且都取得了一定的研究成果。构建嵌入式软件动态测试平台对于实践操作而言极为必要，因其不仅提前知晓系统上线后可能出现的状况，而且能够对系统软件的实际运作有一定的认知，进而降低软件使用风险，提升系统设计与开发的整体效益。
1.1 测试平台的基本架构
嵌入式软件动态测试平台是由硬件设备及软件系统所共同构成的，其中软件系统的功能及其正常运作对于测试系统效能的发挥而言极为关键。
1.1.1 计算机硬件支撑
在实践与研究领域，通过对硬件设备运作的观察及维护，掌握有关软件测试的动态情况，以便于为软件的实际运行制定出适当的调整方案。一般情况下，嵌入式软件系统的外围设备不参与平台运作，而仅作为检测设备存在，但也有部分外围硬件设备参与到具体操作过程之中。
1.1.2 系统软件支持
在嵌入式软件测试中，静态测试是基础，对被测软件进行代码规则检查、静态结构分析和代码质量评估; 动态测试是必要补充，在目标机真实环境下或仿真环境下运行被测程序，采集动态跟踪数据，分析其动态行为。
1.1.3 嵌入式软件动态测试系统中的仿真模块及其功能分析
通过分析嵌入式动态测试系统平台的框架结构可知，该平台的运作过程依赖多个仿真设计模块的顺利运作，尤其是相关测试管理工具的操作及执行，使得嵌入式软件动态测试系统操作具备一定的可行性。且，通过测试代理环节的运作，实现了各部分环节的通信与兼容，从而使测试处理与报告结果清晰的显示出来，供操作人员做以参考。
1.2 针对嵌入式软件动态测试平台环境的研究
长期以来，由于电子计算机技术及通信领域的快速发展，诸多领域对于嵌入式软件动态测试系统的研究一直在持续进行。但存在一定的瓶颈，具体情况是：软件系统测试尚未建立模型框架，有些测试环节依靠人力进行，导致平台运行的随意性较大；系统测试运行在调试及仿真环境下，没有专属的系统测试平台，导致软件测试的覆盖率低；无法完成对系统测试的覆盖率信息捕获，因此不能直接观察到测试用例对源代码的覆盖情况。对这些问题的处理将是该领域的研究重心。
1.3 嵌入式软件动态测试平台的设计及重点内容分析
通过分析嵌入式动态测试平台环境，来设计出嵌入式软件动态测试系统。嵌入式软件本身运转效能的高低是通过动态测试平台系统功能正常发挥来得出的，并且，一旦嵌入式软件在测试过程中发现问题，就可以有针对性的对其进行改善处理，以免在实际运行时有类似的结果产生，对系统的稳定运行带来影响。嵌入式软件动态测试平台的接口主要分为两类：一类为现场总线接口；另一类为系统载体提供各类信号接口。总的来说，嵌入式软件测试是一项极佳的技术手段，凭借人力和工具来提高系统软件的可靠性与实际效能，从而保障软件质量优良。
2 嵌入式软件动态测试平台的实现
通过对嵌入式软件动态测试平台设计及平台基本构成等内容的研究，了解到该平台的研发的意义以及诸多系统开发过程中的细节。嵌入式软件仿真测试平台具备多种实现策略，例如：有全数字仿真、半实物真及系统联试等测试方案，经剖析，三种基本方案的实现都有其独特的优势。
2.1 实现方案
嵌入式软件动态测试平台环境有一定的特殊性，不是所有的硬件设备都能与其相兼容，这样一来，可能就会使得部分系统功能无法实现。但是，可以通过方案的调整与环节的改换，将嵌入式软件动态测试系统进行完善处理。
2.1.1 技术支撑及运作机理
通常情况下，对嵌入式软件的代码进行测试的过程中，则要预先做插桩处理，以便当后期驱动后，系统运行状况稳定。并且，在进行插桩前，要执行代码预处理及分析等操作。在插桩过程中，首先，要将桩点的插入位置确定下来；其次，通过插桩技术的实施，将嵌入式软件系统中的每个代码覆盖到位；最后，将所有的代码插桩模块进行整合处理[4]。另外，还需通过搭建前驱及后继支配树体结构，将每个分支覆盖的模块进行连接，形成完整的路径，并通过插桩模块间支配关系处理，实现嵌入式软件动态测试过程。该系统研发后，有利于第三方测试人员快速提升仿真测试的能力，有助于挖掘并利用软件测试系统的势，便于对测试过程进行控制，进而降低建立测试环境的成本。
2.1.2 不同设计方案在运行后呈现差异化的结果
对于嵌入式软件动态测试系统的设计而言，系统中不同模块之间职能作用的发挥实效有可能与预期效果存在一定的差距，通过对全数字仿真、半实物仿真及系统联试三种类别方案的实际考察，进一步明确了系统操作的要点，以及每种方案的运行状况。例如：在利用半实物仿真方案来验证控制器的设计性能的过程中，如若系统性能参数不能够满足系统的设计要求，则需要再次调整方案，直至设计方案符合系统运行要求，这样一来，就令整个操作过程过于繁琐。所以，在实践操作过程中，很多专家建议采用系统联试方案来实现软件动态测试的过程，因其测试结果更为精准，系统操相对智能。
2.2 运行效果
对于嵌入式软件动态测试平台的实际运行过程而言，整体运行效果的优劣主要是凭借软件能效的发挥水平的高低来体现的。嵌入式软件的运行效能及其测试结果在报告中有所体现。实际上，运行效果会呈现出两种可能性：仅在开发环境下进行嵌入式软件测试，难以保障其测试结果的有效性；而仅在目标机上进行测试，又使得测试者难以知晓程序当前运行状态。
3 结束语
通过对嵌入式软件动态测试平台设计及其架构的研究与分析，探究嵌入式软件仿真测试平台的具体实现策略，找出不同方案的优势与不足。实践表明，全数字仿真、半实物仿真及系统联试三种基本方案的设及实现都有其优势。在未来，关于嵌入式软件动态测试平台项目的研究内容与方案设计将会日益成熟，运行实效会有很大的提升。
参考文献
[1] 朱丽, 李汪彪, 苏伟达, 吴允平. 基于路
径覆盖的嵌入式软件动态测试研究[J].
现代电子技术,2013,06(06):164-165.
[2] 曹小鹏, 孙家泽. 嵌入式软件测试平台数
据采集器的研究与设计[J]. 微电子学与
计算机，2010,01(01):163-164.
[3] 陈琳, 张育平, 倪红英, 崔玉美. 嵌入式
软件自动化测试平台的研究与实现[J].
航空电子技术,2011,01(01):129-130.
[4] 许福, 金茂忠, 晏海华, 刘辉, 赫建营. 基
于模拟器的嵌入式软件动态测试技术[J].
计算机工程,2010,04(04):198-199.
[5] 张晓晖, 王忠民, 王文浪. 嵌入式软件
静态测试技术研究[J]. 西安邮电学院学
报,2011,02(02):139-140.
[6] 钱晓耀, 胡献华, 郑荐中. 电能表嵌入式
软件半仿真测试系统设计[J]. 中国计量
学院学报,2014,01(01):28-30.
作者简介
金晟毅（1979-），男，硕士研究生学位。现
为中国空间技术研究院总体部工作工程师。研
究领域是深空探测总体。
作者单位
1. 中国空间技术研究院总体部　北京市　
100094
2. 航天科工集团三院35 所　北京市　100013