一種多技術(shù)融合的嵌入式軟件測(cè)試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種多技術(shù)融合的嵌入式軟件測(cè)試方法，特別是涉及一種根據(jù)型號(hào)嵌入式軟件的特點(diǎn)，借助于專(zhuān)業(yè)軟件測(cè)試工具和設(shè)備，將多種嵌入式軟件測(cè)試手段進(jìn)行最優(yōu)化組合，通過(guò)人工或自動(dòng)的方式，驗(yàn)證軟件的功能和對(duì)故障的處理能力，保證軟件測(cè)試的全面性和完整性，提高軟件測(cè)試的效率，達(dá)到高可靠性和高安全性指標(biāo)的多技術(shù)融合的嵌入式軟件測(cè)試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著型號(hào)發(fā)展的需要以及控制系統(tǒng)性能的不斷提高，越來(lái)越多的型號(hào)采用高速數(shù)字控制取代傳統(tǒng)的模擬控制，特別是數(shù)字信號(hào)處理器、FPGA、高速數(shù)據(jù)總線等嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，使得軟件在型號(hào)中所占的比重不斷加大，軟件代碼的質(zhì)量對(duì)嵌入式系統(tǒng)的質(zhì)量起到了決定性的作用，因此各型號(hào)對(duì)軟件提出了更為苛刻的要求，例如高安全性、高可靠性、強(qiáng)實(shí)時(shí)性等要求。
[0003]嵌入式軟件測(cè)試有以下幾方面的特點(diǎn):一是軟件測(cè)試必須依附于硬件平臺(tái)；二是在特定環(huán)境和條件下的系統(tǒng)可靠性測(cè)試；三是實(shí)時(shí)性測(cè)試。嵌入式系統(tǒng)一般有實(shí)時(shí)性的要求，因此除了對(duì)嵌入式軟件進(jìn)行功能測(cè)試之外，還應(yīng)對(duì)軟件的實(shí)時(shí)性進(jìn)行測(cè)試。在傳統(tǒng)的嵌入式軟件測(cè)試中，主要存在以下問(wèn)題:一是受測(cè)試環(huán)境的限制，出現(xiàn)測(cè)試的可控性差、通用性不強(qiáng)，測(cè)試環(huán)境與軟件的實(shí)際運(yùn)行環(huán)境存在差異；二是缺少故障注入的方式和手段，無(wú)法全面覆蓋軟件運(yùn)行過(guò)程中的突發(fā)異常情況；三是缺乏對(duì)高速總線接口的驗(yàn)證方法，無(wú)法保證軟件接口的正確性和軟件測(cè)試的全面性；四是測(cè)試的效率較低，測(cè)試的周期較長(zhǎng)，測(cè)試成本較高。因此亟需提供一種新型的多技術(shù)融合的嵌入式軟件測(cè)試方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可實(shí)現(xiàn)多種測(cè)試技術(shù)的融合，全面覆蓋嵌入式軟件的功能、接口，保證嵌入式軟件測(cè)試的全面性的通用性強(qiáng)、可控性好、效率高的多技術(shù)融合的嵌入式軟件測(cè)試方法。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明一種多技術(shù)融合的嵌入式軟件測(cè)試方法，依次包括以下步驟:
[0006]步驟1、結(jié)合半實(shí)物仿真測(cè)試技術(shù)，構(gòu)建半實(shí)物仿真測(cè)試平臺(tái)；
[0007]步驟1-1以伺服控制驅(qū)動(dòng)器作為被測(cè)目標(biāo)機(jī)，用來(lái)運(yùn)行嵌入式伺服控制驅(qū)動(dòng)軟件，其內(nèi)部含有CAN總線、1553B總線兩種接口 ；
[0008]步驟1-2以仿真工控機(jī)作為實(shí)時(shí)仿真機(jī)，接入CAN板卡和1553B板卡，并安裝虛擬仿真測(cè)試軟件，模擬伺服控制驅(qū)動(dòng)器外部運(yùn)行環(huán)境，向伺服控制驅(qū)動(dòng)器提供激勵(lì)信號(hào)，同時(shí)接收反饋信號(hào)，實(shí)現(xiàn)彈上計(jì)算機(jī)及總線設(shè)備的模擬與仿真；
[0009]步驟1-3以測(cè)試工控機(jī)作為宿主機(jī)，并安裝LDRA Testbed嵌入式軟件測(cè)試工具、RTinsight物理總線數(shù)據(jù)采集器、CCS3.3數(shù)字信號(hào)處理器調(diào)試編譯軟件，用來(lái)運(yùn)行嵌入式軟件測(cè)試工具，對(duì)嵌入式伺服控制驅(qū)動(dòng)軟件進(jìn)行自動(dòng)插樁，經(jīng)JTEG接口將插樁后的測(cè)試用例腳本下載到被測(cè)目標(biāo)機(jī)，并記錄嵌入式伺服控制驅(qū)動(dòng)軟件運(yùn)行狀態(tài)和測(cè)試結(jié)果，以判斷功能、性能等指標(biāo)是否達(dá)到測(cè)試用例的設(shè)計(jì)要求；
[0010]步驟1-4構(gòu)建環(huán)境模擬設(shè)備，包括供電電源、高精度可調(diào)直流電源、示波器、TDS510仿真器、總線耦合器，實(shí)現(xiàn)軟件在線調(diào)試、模擬信號(hào)的輸入和輸出以及信號(hào)進(jìn)行觀測(cè)；
[0011]步驟2、采用測(cè)試用例集成測(cè)試技術(shù)進(jìn)行測(cè)試用例的設(shè)計(jì)與生成，包括以下步驟:
[0012]步驟2-1利用LDRA Testbed軟件將被測(cè)的.c文件導(dǎo)入并進(jìn)行自動(dòng)插樁，將程序源代碼翻譯成能夠在LDRA Testbed中運(yùn)行的驅(qū)動(dòng)文件，生成.tct文件；
[0013]步驟2-2將預(yù)先設(shè)計(jì)好的若干測(cè)試用例填入表格中，利用.tct到.tcf轉(zhuǎn)換工具將測(cè)試用例轉(zhuǎn)換成TBrun能夠執(zhí)行的.tcf文件；
[0014]步驟2-3利用LDRA Testbed的自動(dòng)插樁功能將.tcf文件插樁到執(zhí)行文件S_xx.c中，再由TBrun調(diào)用該.c文件，自動(dòng)執(zhí)行若干測(cè)試用例；
[0015]步驟3、利用總線虛擬測(cè)試技術(shù)，進(jìn)行型號(hào)嵌入式伺服控制驅(qū)動(dòng)軟件的接口測(cè)試；根據(jù)型號(hào)嵌入式伺服控制驅(qū)動(dòng)軟件協(xié)議，在實(shí)時(shí)仿真機(jī)上配置虛擬仿真測(cè)試軟件，并向伺服控制驅(qū)動(dòng)器下發(fā)自檢、同步、時(shí)序、參數(shù)下載指令，通過(guò)觀測(cè)返回的狀態(tài)信息檢驗(yàn)總線接口的發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的能力、數(shù)據(jù)的約定與協(xié)議的一致性；
[0016]步驟4、采用故障模擬注入技術(shù)，對(duì)型號(hào)伺服控制驅(qū)動(dòng)軟件的功能、性能等指標(biāo)進(jìn)行驗(yàn)證，模擬飛行中可能出現(xiàn)的故障并施加于軟件上，驗(yàn)證軟件對(duì)故障數(shù)據(jù)的處理、抵御誤操作的能力是否滿足軟件功能、性能方面的需求。
[0017]步驟4依次包括以下幾個(gè)步驟:
[0018]步驟4-1利用高精可調(diào)直流電源向各A/D采集通道輸入可變的模擬信號(hào)，在宿主機(jī)上觀測(cè)經(jīng)軟件處理后的各采樣值，檢測(cè)A/D接口硬件的精度、線性度和超邊界采樣能力；
[0019]步驟4-2通過(guò)虛擬仿真測(cè)試軟件模擬CAN總線、1553B總線下發(fā)一系列真實(shí)的數(shù)據(jù)類(lèi)型和數(shù)據(jù)值進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試軟件在超負(fù)荷、飽和下的結(jié)果；下發(fā)假想的、非約定的數(shù)據(jù)或錯(cuò)誤指令，測(cè)試軟件的響應(yīng)情況和容錯(cuò)的能力；
[0020]步驟4-3通過(guò)CCS3.3編譯調(diào)試軟件的在線調(diào)試功能，利用插樁技術(shù)，在源代碼中插入變量標(biāo)志，通過(guò)對(duì)變量標(biāo)志的判斷來(lái)改變程序的流向，或者在變量查看窗口中改變關(guān)鍵功能的操作順序，考核軟件對(duì)誤操作的抵御能力。
[0021]總線虛擬測(cè)試技術(shù)為使用虛擬仿真測(cè)試軟件模擬真實(shí)總線上的數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)各種指令的輸入、故障的注入、遙測(cè)數(shù)據(jù)的接收和顯示、狀態(tài)信息的查詢、參數(shù)的下載。
[0022]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)效果如下:
[0023]特點(diǎn)如下:
[0024]1、可以解決嵌入式軟件測(cè)試的真實(shí)性與可控性之間的矛盾，真實(shí)地反映軟件的實(shí)際運(yùn)行能力和與硬件匹配的能力，滿足高動(dòng)態(tài)軟件對(duì)實(shí)時(shí)性的要求；
[0025]2、通過(guò)總線虛擬測(cè)試技術(shù)，可以真實(shí)地模擬彈上計(jì)算機(jī)的各種指令的輸入、故障的注入、參數(shù)下載和遙測(cè)數(shù)據(jù)返回等功能，可以實(shí)現(xiàn)了高速數(shù)據(jù)總線鏈路上的閉環(huán)測(cè)試，檢驗(yàn)總線接口的各項(xiàng)指標(biāo)；
[0026]3、對(duì)于實(shí)現(xiàn)功能較多，控制較為復(fù)雜的嵌入式軟件，采用三類(lèi)故障模擬注入技術(shù)(即硬件故障、操作故障、數(shù)據(jù)故障)，可以全面覆蓋飛行過(guò)程中可能發(fā)生的各種突發(fā)異常情況，檢驗(yàn)軟件的功能和容錯(cuò)能力，保證軟件的可靠性與安全性；
[0027]4、針對(duì)型號(hào)嵌入式伺服控制驅(qū)動(dòng)軟件函數(shù)模塊多，調(diào)用關(guān)系復(fù)雜的特點(diǎn)，采用測(cè)試用例集成測(cè)試技術(shù)，可以驗(yàn)證程序的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和邏輯，并且實(shí)現(xiàn)多個(gè)測(cè)試用例同時(shí)自動(dòng)執(zhí)行，測(cè)試設(shè)備和資源可以重復(fù)利用，從而大大節(jié)省測(cè)試資源，減少用例設(shè)計(jì)與用例執(zhí)行的交叉時(shí)間，提高測(cè)試效率，縮短測(cè)試時(shí)間。
[0028]5、多技術(shù)融合的嵌入式軟件測(cè)試方法可以將多種嵌入式軟件測(cè)試手段進(jìn)行最優(yōu)化組合，發(fā)揮各種測(cè)試技術(shù)和方法的優(yōu)勢(shì)，揚(yáng)長(zhǎng)避短，從不同的角度和方面對(duì)軟件進(jìn)行測(cè)試，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)軟件的功能、性能、接口、安全性和可靠性等方面進(jìn)行全面的覆蓋。
[0029]6、多種測(cè)試技術(shù)融合不僅可以充分利用現(xiàn)有成熟的軟件測(cè)試技術(shù)，最大限度地發(fā)揮現(xiàn)有測(cè)試工具和設(shè)備的能力，且通用性強(qiáng)，又可以回避在嵌入式軟件測(cè)試領(lǐng)域的瓶頸，較少在嵌入式軟件測(cè)試技術(shù)方面的研究費(fèi)用，降低嵌入式軟件測(cè)試平臺(tái)建設(shè)的資金投入。
[0030]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，可實(shí)現(xiàn)功能較多、控制復(fù)雜、動(dòng)態(tài)性能高的嵌入式軟件的實(shí)時(shí)測(cè)試，對(duì)保證嵌入式軟件質(zhì)量上會(huì)有一個(gè)質(zhì)的飛躍，且基礎(chǔ)技術(shù)較成熟，易實(shí)現(xiàn)。
【附圖說(shuō)明】
[0031]圖1為多技術(shù)融合嵌入式軟件測(cè)試方案原理圖。
[0032]圖2為半實(shí)物仿真測(cè)試環(huán)境組成框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0034]本發(fā)明依次包括以下步驟:
[0035]包含以下步驟:
[0036]步驟1、結(jié)合半實(shí)物仿真測(cè)試技術(shù)，構(gòu)建半實(shí)物仿真測(cè)試平臺(tái)。
[0037]半實(shí)物仿真測(cè)試技術(shù)，就是在計(jì)算機(jī)仿真回路中接入一些實(shí)物，以取代相應(yīng)部分?jǐn)?shù)學(xué)模型的系統(tǒng)仿真，這種技術(shù)是建立在半實(shí)物仿真測(cè)試環(huán)境基礎(chǔ)上的。半實(shí)物仿真測(cè)試平臺(tái)可以真實(shí)地反映軟件的實(shí)際運(yùn)行能力和與硬件匹配的能力，既能夠保證真實(shí)性、可控性，又能夠滿足對(duì)高動(dòng)態(tài)的測(cè)試要