◆孫曉霞

（大連廣播電視大學(xué) 遼寧 116021）

嵌入式計(jì)算機(jī)軟件測(cè)試技術(shù)探討

◆孫曉霞

（大連廣播電視大學(xué) 遼寧 116021）

隨著社會(huì)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的步伐也有了跨越式的進(jìn)程，其中，由于嵌入式計(jì)算機(jī)功能強(qiáng)大，能夠滿足各類用戶的各種需求，所以嵌入式計(jì)算機(jī)技術(shù)也愈來(lái)愈應(yīng)用廣泛。雖然這類的計(jì)算機(jī)功能如此強(qiáng)大，但內(nèi)部結(jié)構(gòu)會(huì)較其他類型的復(fù)雜。所以，測(cè)試嵌入式計(jì)算機(jī)的時(shí)候，會(huì)增加很大的難度。因此，本文主要對(duì)嵌入式計(jì)算機(jī)以及如何測(cè)試嵌入式軟件進(jìn)行闡述，并研究測(cè)試軟件的相關(guān)技術(shù)，旨在提高嵌入式計(jì)算機(jī)應(yīng)用的范圍以及其應(yīng)用效果。

嵌入式計(jì)算機(jī)；軟件測(cè)試；仿真機(jī)；宿主機(jī)；目標(biāo)機(jī)

1 概述嵌入式計(jì)算機(jī)

所謂嵌入式計(jì)算機(jī)主要是根據(jù)指定的一些技術(shù)或者功能開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一種。也就是把嵌入式的系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合同一利用，對(duì)計(jì)算機(jī)的軟硬件功能都進(jìn)行了更高層面的技術(shù)完善，進(jìn)而達(dá)到客戶各式各樣的功能需求。因?yàn)?，為了某個(gè)特定功能而開(kāi)發(fā)的嵌入式計(jì)算機(jī)，所以在開(kāi)發(fā)此軟件的過(guò)程中，既做到了成本管控，同時(shí)又能滿足計(jì)算機(jī)的特定功能，然后結(jié)合需求來(lái)決定計(jì)算機(jī)的實(shí)際。嵌入式技術(shù)能夠使得計(jì)算機(jī)軟硬件都能得到技術(shù)上的優(yōu)化。所以，嵌入式的計(jì)算機(jī)能夠提供產(chǎn)品的質(zhì)量，提高工業(yè)生產(chǎn)效率，使得在市場(chǎng)上應(yīng)用非常廣泛。

2 何為嵌入式軟件測(cè)試

為了保證軟件應(yīng)用的可靠性以及應(yīng)用質(zhì)量，需要對(duì)軟件進(jìn)行多次測(cè)試，通過(guò)多次測(cè)試的過(guò)程發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，火災(zāi)時(shí)代碼錯(cuò)誤或者是分析過(guò)程等等，進(jìn)而讓嵌入式軟件在應(yīng)用的過(guò)程中更加有保證。較其他軟件對(duì)比，嵌入式軟件有很多獨(dú)特的方面，專用性較強(qiáng)，必須在特定的硬件平臺(tái)上運(yùn)作。同時(shí)，嵌入式軟件在開(kāi)發(fā)和運(yùn)行環(huán)境方面也有其各自的特點(diǎn)，即，在宿主機(jī)上面進(jìn)行編輯和編譯等等。另外，嵌入式軟件更具有其復(fù)雜的特性，其目標(biāo)機(jī)與主機(jī)在處理器和操作系統(tǒng)等方面都存在的明顯的差異，這就導(dǎo)致嵌入式軟件更為復(fù)雜。通常情況下，微機(jī)和工作站這類較為通用的計(jì)算機(jī)就是這里所說(shuō)的宿主機(jī)，而且對(duì)于目標(biāo)機(jī)作用的關(guān)鍵性來(lái)說(shuō)，就是嚴(yán)格劃分具有嵌入式系統(tǒng)通訊的宿主機(jī)與目標(biāo)機(jī)最直接的方式之一。

3 概述嵌入式軟件測(cè)試的幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)

3.1 簡(jiǎn)述仿真機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)

一是仿真技術(shù)，所謂嵌入式軟件仿真建立在局域網(wǎng)的基礎(chǔ)上，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中性管理與處理，其中，仿真測(cè)試中較為常見(jiàn)的關(guān)鍵技術(shù)是仿真技術(shù)與仿真測(cè)評(píng)控制技術(shù)，仿真技術(shù)的結(jié)構(gòu)包括I/O系統(tǒng)、實(shí)時(shí)仿真機(jī)以及實(shí)時(shí)調(diào)度模板等，對(duì)測(cè)試結(jié)果有專門的分析工具。對(duì)嵌入式軟件進(jìn)行仿真測(cè)試，可以模擬現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行真實(shí)場(chǎng)景的模擬，以得出相關(guān)數(shù)據(jù)，另外，根據(jù)測(cè)試對(duì)象不同，能夠逐個(gè)分析電信號(hào)激勵(lì)源的各種仿真，除了總線外，能夠分析其實(shí)際運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，完成軟件測(cè)評(píng)等等。

二是測(cè)試數(shù)據(jù)獲取技術(shù)。在當(dāng)前這個(gè)階段下，嵌入式軟件測(cè)試的發(fā)展瓶頸就是如何將測(cè)試過(guò)程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效利用，目前，很多對(duì)嵌入式軟件進(jìn)行測(cè)試的方法都需要對(duì)源代碼測(cè)試，這樣在一定程度上就可以保證軟件質(zhì)量和性能，進(jìn)而獲得有效的測(cè)試數(shù)據(jù)。目前為止，測(cè)試數(shù)據(jù)獲取的方式較為集中，包括開(kāi)發(fā)工具的虛擬IO指數(shù)以及實(shí)際物理通道取數(shù)和內(nèi)存取數(shù)。其中，實(shí)際物理通道取數(shù)是目標(biāo)機(jī)與主機(jī)之間物理的具體通信方式，利用實(shí)際物理通道取數(shù)能在很大程度上直接經(jīng)由數(shù)據(jù)通信軟件實(shí)現(xiàn)與主機(jī)之間的通訊，在此基礎(chǔ)進(jìn)行數(shù)據(jù)下載，開(kāi)發(fā)工具虛擬 IO指數(shù)是一種更高級(jí)的開(kāi)發(fā)工具，給測(cè)試工作帶來(lái)便利。也就是說(shuō)，在緩存足夠的基礎(chǔ)上，加之修改測(cè)試工具的庫(kù)，在緩存中寫入輸出數(shù)據(jù)，測(cè)試進(jìn)行或結(jié)束后，對(duì)緩存中記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，并在此基礎(chǔ)上以文件的形式保存到主機(jī)上。需要重點(diǎn)關(guān)注的是，這個(gè)方式需要在測(cè)試前能夠確定緩存的大小。但是這個(gè)方式試用性較高，優(yōu)勢(shì)明顯，主要是表現(xiàn)在開(kāi)發(fā)調(diào)試工具上。

3.2 宿主機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)

一是動(dòng)態(tài)測(cè)試技術(shù)，所謂動(dòng)態(tài)測(cè)試技術(shù)作為測(cè)試的關(guān)鍵技術(shù)一質(zhì)疑，主要測(cè)試的重點(diǎn)和對(duì)象就是軟件的執(zhí)行動(dòng)態(tài)能力，可以對(duì)系統(tǒng)內(nèi)存是如何分配使用以及代碼的覆蓋率進(jìn)行全面深入的分析。在測(cè)試的過(guò)程中，被測(cè)代碼的執(zhí)行情況就是以上所說(shuō)的代碼覆蓋率，監(jiān)控代碼覆蓋率可以助推軟件測(cè)試的有效性，全面掌控測(cè)試力度，能夠迅速識(shí)別哪些數(shù)據(jù)沒(méi)有被測(cè)試，進(jìn)而為軟件工程師的測(cè)試工作提供有效的數(shù)據(jù)參考。對(duì)于內(nèi)存分配的動(dòng)態(tài)信息進(jìn)行分析時(shí)，能夠幫助測(cè)試人員準(zhǔn)確快速的查找到內(nèi)存漏洞，進(jìn)而為優(yōu)化內(nèi)存分配而提供整改策略。代碼覆蓋率等方面的計(jì)算指標(biāo)包括諸多方面，有MC/DC語(yǔ)句覆蓋以及分支/判定覆蓋等等，但是內(nèi)存分配信息就強(qiáng)調(diào)高度關(guān)注其中的每一個(gè)函數(shù)、內(nèi)存分配點(diǎn)內(nèi)存分配及釋放情況，并及時(shí)監(jiān)視動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配中出現(xiàn)的錯(cuò)誤信息。

二是靜態(tài)測(cè)試技術(shù)。在目前這個(gè)階段，軟件差錯(cuò)的方式很多，但是較為常用的就是人工審議和走查，但是隨著軟件規(guī)模越來(lái)越復(fù)雜且大型，需要很多的工程師，另外加之源代碼存在的形式較為分散，不好操作，往往很難采用審議和走查。針對(duì)以上問(wèn)題，需要借助有效的方式進(jìn)而獲得整個(gè)軟件系統(tǒng)的框圖，來(lái)實(shí)現(xiàn)其中的自動(dòng)化鏈接，這樣就會(huì)方便軟件審議和走查。而且靜態(tài)測(cè)試分析技術(shù)可以繪制程序邏輯圖和控制流程、獲取完整的軟件系統(tǒng)邏輯框圖、進(jìn)行程序路徑分析、可互相轉(zhuǎn)換生成的邏輯圖、流程圖、框圖等，這樣就能夠設(shè)計(jì)出高效的測(cè)試用例，進(jìn)而來(lái)提高軟件質(zhì)量以及測(cè)試的覆蓋率。

3.3 目標(biāo)機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)

目標(biāo)機(jī)也有其被測(cè)試的重點(diǎn)部位，對(duì)其綜合性能進(jìn)行高度評(píng)估即是測(cè)試的重點(diǎn)，能夠獲取軟件交互以及是否穩(wěn)定和可靠方面的驗(yàn)證。從關(guān)鍵性技術(shù)方面來(lái)說(shuō)，進(jìn)行軟件測(cè)試可以從性能分析、內(nèi)存分析以及注入故障等三方面進(jìn)行測(cè)試。其中，內(nèi)存分析在當(dāng)前階段下，只有軟硬件這兩種分析的手段，主要是可以對(duì)動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配進(jìn)行故障測(cè)試，另外，對(duì)于故障注入技術(shù)來(lái)說(shuō)， 主要是針對(duì)系統(tǒng)邊界、容錯(cuò)性以及強(qiáng)度性這幾個(gè)明顯的方面進(jìn)行測(cè)試。性能分析技術(shù)具有時(shí)間性能方面的優(yōu)勢(shì)，方便開(kāi)發(fā)人員決策利用那種方式優(yōu)化系統(tǒng)軟件，也就是說(shuō)，性能分析技術(shù)能夠縮小優(yōu)化范圍，能夠?yàn)閮?yōu)化代碼提供優(yōu)化范圍，進(jìn)而能夠?qū)ο姆绞?、?shí)際以及所使用的時(shí)間進(jìn)行準(zhǔn)確分析。軟件方面進(jìn)行內(nèi)存分析能夠直接影響到代碼的性能，容易干擾實(shí)際操作。而硬件方面，由于其對(duì)硬件進(jìn)行內(nèi)存分析，其工具價(jià)格高，所以使用范圍有所限制，僅限于有工具的環(huán)境當(dāng)中。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，隨著計(jì)算機(jī)行業(yè)技術(shù)的迅猛發(fā)展，嵌入式計(jì)算機(jī)的應(yīng)用越來(lái)越廣，所以，嵌入式計(jì)算機(jī)的穩(wěn)定性將決定著其應(yīng)用的廣泛性，所以，為了其穩(wěn)定需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，包括宿主機(jī)、目標(biāo)機(jī)以及仿真機(jī)，目的就是要對(duì)嵌入式計(jì)算機(jī)全面測(cè)試，以提高嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定質(zhì)量、以及有效性。因此，本文主要是測(cè)試嵌入式計(jì)算機(jī)，旨在提高其應(yīng)用范圍以及應(yīng)用成效。

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