嵌入式軟件測試技術綜述

陳濤

摘 要 本文針對目前在國防領域應用比較廣泛的實時嵌入式軟件開展測試技術研究，通過分析覆蓋測試代碼插樁技術，結合測評機構購置的嵌入式軟件測試工具，研究了這類工具的工作機理，最后構建一個實時嵌入式軟件覆蓋測試環境，對于降低軟件測試難度，提高測試充分性具有重要的意義。

【關鍵詞】嵌入式軟件 覆蓋測試

由于嵌入式軟件具有功能性強，可靠性高，實時性強，體積功耗小等優點，被主要應用于航空航天、國防交通、醫療衛生、消費電子和信息家電等重要領域。因此嵌入式軟件的開發與測試是目前計算機軟件發展的一個重點和難點。

嵌入式軟件是指駐留運行在嵌入式計算機中的軟件，由于嵌入式系統軟件自身具有的獨特之處，傳統的非嵌入式軟件的開發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、測試環境的重新構建等，這些都是影響嵌入式軟件測試質量的重要因素。

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。軟件測試人員根據軟件規格說明和程序清單，通過設計足夠的測試案例，對軟件的內部邏輯結構進行程序語句、分支、條件、路徑調用測試，在一個軟件產品中，如果存在某些從來沒有被執行過的代碼，那么這個軟件的質量是不可靠的，在從來沒有被執行過的代碼中可能存在著使整個軟件崩潰的BUG而沒有被發現。

覆蓋測試是驗證軟件功能結構正確性，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上，測試工具對被測軟件進行語法分析，向源程序插樁函數；在軟硬件資源相對缺乏的目標機上，嵌入式應用程序和測試所需要的數據信息將通過通信程序回傳到宿主機，目標機和宿主機通過物理通道連接傳輸數據信息，測試工具負責在目標機上接收數據信息。基于上述原因，目前需要解決宿主機與目標機之間的數據信息傳輸問題。

2 基于插樁技術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。但是由于嵌入式軟件的系統與硬件密切相關、I/O通道少、實時性強等特點，對于嵌入式軟件來說這卻是致命的問題，因為大量插樁代碼會破壞嵌入式軟件程序的實時性，導致實時性指標下降，甚至可能出現軟件不能正常運行的問題。

插樁技術的原理是：首先對被測軟件程序代碼進行分析，在被測軟件源程序的合適位置插入插樁語句函數，插樁語句函數包括語句、條件、判定等需要覆蓋的目標；然后下載新的插樁文件到目標板上運行，運行測試用例，利用工具記錄測試數據信息，在宿主機上結合程序控制流圖、調用圖、源代碼、判定節點條件真值表進行嵌入式軟件覆蓋測試結果分析；最后測評人員根據分析統計結果判斷覆蓋測試執行情況，如果不能滿足測試要求，存在沒有測試的代碼路徑，再根據程序代碼重新設計測試用例，如此循環，最終達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現方法

測評機構已購置了國外先進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建一個實時嵌入式軟件測試環境，為有效進行嵌入式軟件各階段覆蓋測試提供了參考。

構建的嵌入式軟件覆蓋測試環境如圖1所示。

4 結束語

本文在研究高級別覆蓋測試技術理論的基礎上，結合國外先進的嵌入式軟件測試工具使用，對于較少軟件錯誤、優化軟件代碼結構、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。但是在實際測試中也存在插樁代碼規模過大，導致被測軟件程序在目標系統上無法正常運行的問題，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識和理解，才能為提高軟件質量，保證武器裝備的效能做出貢獻。

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作者單位

91404部隊 河北省秦皇島市 066000endprint