嵌入式軟件單元測試研究探析

謝曉麗 吳曦

摘要：嵌入式系統的應用越來越廣泛，但仍然存在著許多缺陷，而單元測試則是檢驗嵌入式軟件最有效的方式。單元測試對于嵌入式軟件的檢測主要體現在編碼階段，對每一個軟件單元的性能、功能、接口等進行測試，發現單元內可能存在的軟件缺陷，以保證軟件質量。

關鍵詞：嵌入式軟件;測試環境;單元測試;軟件測試

中圖分類號：TP311.53?文獻標識碼：A?文章編號：1672-9129（2020）09-0041-01

近年來我國嵌入式技術得到了很大的發展，但嵌入式系統具有一定的復雜性，仍需要進一步進行完善。在嵌入式軟件測試研究中，單元測試是最有效的一種測試方法，本文著重對嵌入式軟件單元測試研究進行探討。

1?嵌入式軟件測試分析

1.1嵌入式軟件測試環境分析。真實環境是一種最有效的測試環境，但在實際應用中存在著很多弊端，如消耗的資金較大，測試人員的安全也不能得到全面的保障。因而仿真環境在這樣的背景之下發展得越來越迅速。仿真技術主要包括以下幾個種類：其一，全實物仿真測試環境;其二，半實物仿真測試環境;其三;全數字仿真測試環境。

所謂全實物仿真主要指的是，在完全真實的環境之中對軟件進行測試，設備與嵌入式軟件建立起真實的連接，這屬于一種閉環測試，其實最大的優點是對于測試環境的要求比較低。

所謂半實物仿真系統主要指的是，測試的環境為仿真模型，測試的對象為真實系統，屬于一種非侵入性閉環測試。半實物仿真系統與全實物仿真相比有更高的要求;

而全數字仿真系統主要是指通過數字化硬件環境模型進行測試，測試的對象為相關的硬件和軟件，與上述兩種方式相比對測試環境的要求更高。

嵌入式軟件測試環境中還存在另一種交叉開發環境，面臨著以下幾種主要問題：

第一，目標機與主機之間通信如何連接;

第二，主機對目標程序的控制如何順利展開;

第三，目標機對于主機測試信息的反饋如何能夠更加直觀、高效。

1.2嵌入式軟件測試技術分析。嵌入式軟件測試技術具有更強的針對性和特殊性，因此在進行測試的過程中，測試人員需要使用專業的測試工具和軟件。嵌入式軟件測試需要更專業的技術進行支撐，如果測試工具和軟件過于單一、通用性差，那么測試的執行工作有可能無法順利展開，測試的結果也會因此受到影響。

嵌入式軟件測試工具主要包括以下三種：硬件測試工具、軟件測試工具以及綜合測試工具。軟件測試工具是在主機上通過軟件仿真技術，對目標機進行測試。軟件測試工具具有很強的優勢，因此被廣泛使用，Host/Target是具有代表性的軟件測試工具。軟件插樁技術是上述測試軟件的主要測試技術，對待測軟件運行存在的問題會隨時進行檢測。

嵌入式硬件測試工具通常運用在測試工作以及硬件設計之中，硬件測試工具不能對內存進行檢測和分配，因而得到的結果也并沒有很強的客觀性和確定性。

嵌入式軟件測試工具綜合兼具了硬件和軟件兩種測試的優勢，但是對于硬件有很強的依賴性。

2?單元測試用例方法

單元測試用例主要包括以下幾種測試方法：（1）模塊接口測試，主要指的是，利用測試軟件，通過對被測模塊的數據流進行全面測試，詳細對各種輸入的參數進行統一的測試。（2）所有局部數據結構檢驗，主要指的是數據的一致性，例如變量之間的配備，以及全局數據的正確性。（3）所有模塊路徑測試，主要是一種循環性的測試，將各種各樣的路徑和循環進行針對性測試，針對計算的準確性進行控制，發現錯誤及時糾正。（4）錯誤處理測試，主要指的是當出現檢驗錯誤的時候，要對錯誤進行處理，處理之后的結果還要進行測試，只有這樣才能夠使軟件的缺陷定位更加準確，使軟件的使用性進一步增強。（5）邊界檢驗測試，主要是對數據流進行測試，并且通過比較值來判斷是否可能存在錯誤。在程序設計過程中，要對邊界數據進行詳細的測試。雖然測試的過程相對復雜，但是單元測試能夠很好的對其進行檢驗。并對這些數據進行分類檢測，創建相對應的函數，對函數產生的數值范圍進行分析，確保軟件的正常運行。（6）邏輯覆蓋測試，主要是針對待測代碼的邏輯結構的各種執行代碼進行測試，還要對驅動被測代碼進行測試，其中主要包括語句覆蓋、條件覆蓋、判定覆蓋等主要部分。（7）路徑覆蓋，就是對覆蓋過程中可能存在的多種路徑進行詳細的分析，具有很強的優勢，但是仍然存在著一定的缺陷。由于路徑覆蓋需要對模塊所有的路徑進行測試，則需要設計大量的用例，這就容易在循環測試的過程中產生數據的誤差。單元測試的主要方法包括以下幾種：

（1）功能分解。單元測試功能分解主要指的是，按照規則與標準對待測單元中的每一個性能和功能進行分解檢查，全方面覆蓋所有功能，是最常用的一種單元測試方法。

（2）等價類劃分。單元測試功能等價類劃分主要指的是，按照測試規則和目標，對待測程序進行不同部分的輸入域劃分，通過選擇具有代表性的數進行測試的方法。

（3）邊界值分析。單元測試功能邊界值分析主要指的是，對待測程序進行邊界值的測試，是一種相對模糊的范圍測試。

（4）判定表。單元測試功能策略表又稱之為判定表，以策略表為測試的主體，具有極強的嚴密性，因此能夠更好的保證測試結果的客觀性與準確性。該測試方法可以對復雜的待測系統進行測試，并且可以自動對測試結果進行合并與優化，使策略表更加清晰準確。

（5）正交實驗法。所謂正交實驗法主要指的是，通過對實驗點進行分析與選取，對實驗進行合理安排的一種規范性設計方法。

結語：主機是嵌入式軟件的開發主體，嵌入式軟件單元測試的研究已經逐漸受到了相關學者的重視。仿真測試方法已經廣泛使用到嵌入式軟件測試之中。單元測試工作雖然比較復雜，但是能為嵌入式軟件進行最優化的檢測，通過單元測試可以更早的發現軟件缺陷，縮短開發周期，降低軟件的開發成本。

參考文獻：

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