CODETEST在嵌入式軟件測試中的應用

作者：胡勤霞1劉慶峰2 來源:網(wǎng)絡 時間:2010-5-11

摘  要:介紹了CODETEST 測試工具的特點及工作原理。詳細闡述了利用這種工具進行軟件測試的方法和內(nèi)容。實踐表明，該測試工具測試方法簡單，測試效果好。

關(guān)鍵詞：  CODETEST；嵌入式軟件；測試

0 引 言

隨著科技技術(shù)水平的發(fā)展，計算機技術(shù)以智能化、嵌入式為特點更方便、靈活的服務于人類，并存在于眾多關(guān)鍵性運用中。嵌入式系統(tǒng)也越來越復雜，對系統(tǒng)性能要求不斷提高，需要功能強大、運行穩(wěn)定、性能卓越的應用軟件與之相適應。目前，嵌入式軟件主要應用于武器系統(tǒng)、戰(zhàn)術(shù)系統(tǒng)、飛機、艦船、導彈、宇宙飛船、某些指揮與控制系統(tǒng)等之內(nèi)的數(shù)據(jù)處理機。嵌入式軟件就是指駐留運行在嵌入式計算機中的執(zhí)行程序。對嵌入式軟件的測試也面臨巨大的挑戰(zhàn)，其測試難點主要表現(xiàn)在以下幾方面：1）響應時間快速而難以測試性能；2）結(jié)構(gòu)緊湊而難以插裝；3）操作系統(tǒng)多樣而難以統(tǒng)一系統(tǒng)接口；4）CPU和硬件體系多樣而難以使用固定測試設備；5)關(guān)鍵任務執(zhí)行錯誤造成巨大損失，測試工作壓力大；6)軟件開發(fā)的模式不同于通用開發(fā)方法，測試工具必須同開發(fā)環(huán)境相配套。如何對嵌入式系統(tǒng)的軟件進行測試，尤其是在關(guān)鍵性產(chǎn)品的嵌入式軟件測試各階段，采用何種方式和手段，開控制、輔助軟件的質(zhì)量控制，越來越成為一個急待解決的問題。本文提出了一種測試工具CODETEST，能夠在保證系統(tǒng)真實性的前提下，在軟件的單元測試階段、集成測試階段、系統(tǒng)測試階段等各階段對嵌入式系統(tǒng)的軟件進行實時在線的測試與分析，保證了嵌入式系統(tǒng)的性能和可靠性。

1 CODETEST工作原理

CODETEST測試是實時在線的完全真實的測試。其測試的特點是用硬件測試軟件；軟件在實際情況下運行；通過打點方式工作；對真實硬件實時系統(tǒng)的在線交互式測量、精確、結(jié)果詳盡；用軟件開發(fā)者的角度觀察嵌入式軟件的執(zhí)行；生成的數(shù)據(jù)和文檔符合工業(yè)規(guī)范的要求。對硬件測試的條件是被測試系統(tǒng)提供測試點，接合測試頭，適配器進行正常的測試。對硅片測試的條件是為其測試準備測試引腳和測試點，再對硅片進行測試。被測軟件的下載、運行控制等，用CODETEST來實現(xiàn)。

CodeTest的嵌入式軟件測試方案

用CODETEST進行測試的一個實例如下：在執(zhí)行一項軟件測試任務中，發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵任務執(zhí)行時間過長，使用邏輯分析儀未能判斷原因。把CODETEST軟件Trace的觸發(fā)器設在進入函數(shù)X 的入口點，清楚的看出關(guān)鍵任務被其他函數(shù)或任務中斷，發(fā)現(xiàn)被錯誤設置優(yōu)先級的中斷服務例程，開始發(fā)現(xiàn)主要的中斷服務程序性能不滿足要求，最終發(fā)現(xiàn)它被錯誤設置中斷優(yōu)先級的LED中斷顯示程序所中斷。其他現(xiàn)象為：如果關(guān)閉所有中斷，BUG就沒有了，這種情況下軟件DEBUG 無能為力。

CODETEST測試工具的主要功能是：動態(tài)顯示覆蓋率趨勢；提高測試效率；通過覆蓋率趨勢，去除不必要的測試；通過覆蓋率數(shù)據(jù)減少測試次數(shù)，測試更有效率；實時動態(tài)顯示覆蓋率，簡化測試用例生成過程；提高產(chǎn)品質(zhì)量；發(fā)現(xiàn)沒有測量過的部分；產(chǎn)生更有效的測試用例；量化測試的進度。

2 嵌入式軟件的主要性能參數(shù)及測試方法

嵌入式軟件性能測試的主要技術(shù)參數(shù)指標有以下四項：1）性能分析；2）內(nèi)存分析；3）代碼跟蹤；4）語句覆蓋，決策覆蓋，多條件決策覆蓋。針對以上性能測試指標，CODETEST提供了嵌入式軟件驗證工具如下：

CODETEST / Performance    分析性能

CODETEST / Coverage      分析覆蓋率

CODETEST / Memory       分析內(nèi)存分配

CODETEST / Trace            分析軟件執(zhí)行流程

2.1  CODETEST/性能分析:

CODETEST的性能分析能實現(xiàn)的功能為能實時顯示每個函數(shù)、任務的運行時間；能顯示在某時間段中，每個函數(shù)和任務的被調(diào)用次數(shù)；發(fā)現(xiàn)占用時間多和調(diào)用頻繁的代碼，把它們 in-line，性能得到提高；可對占用CPU時間長的函數(shù)或任務有針對性的優(yōu)化，從而使整個系統(tǒng)得到優(yōu)化。通過這樣的性能測試具有的優(yōu)點是：性能符合要求；不用進行昂貴的硬件升級和重新設計；提高性能X%；發(fā)現(xiàn)瓶徑和有缺陷的代碼；發(fā)現(xiàn)哪一個軟件子系統(tǒng)不符合性能要求；系統(tǒng)管理開銷小。 性能分析包括任務和函數(shù)性能分析、調(diào)用關(guān)系跟蹤。

2.2 CODETEST /覆蓋率

CODETEST的覆蓋率能實現(xiàn)的功能為一個頁面就可以顯示整個程序的覆蓋率摘要信息；簡單明了的當前測試進度信息顯示；支持多次測試的數(shù)據(jù)合并。覆蓋率測試的優(yōu)點是通過覆蓋率趨勢，能夠去除不必要的測試；通過覆蓋率數(shù)據(jù)減少測試次數(shù)，測試更有效率；實時動態(tài)顯示覆蓋率，簡化測試用例生成過程。能夠發(fā)現(xiàn)沒有測量過的部分；產(chǎn)生更有效的測試用例；量化測試的進度。覆蓋率包括函數(shù)和源程序覆蓋率、覆蓋率趨勢。

2.3 CODETEST /內(nèi)存

CODETEST內(nèi)存測試可測試內(nèi)存的內(nèi)容為了解程序內(nèi)存分配的真實情況；測量內(nèi)存使用情況，發(fā)現(xiàn)對內(nèi)存的不正常使用；在系統(tǒng)崩潰前發(fā)現(xiàn)內(nèi)存泄露錯誤；發(fā)現(xiàn)內(nèi)存分配錯誤；精確顯示發(fā)生錯誤時的上下文情況；指出發(fā)生錯誤的原由；無須做痛苦的代碼跟蹤，就可以發(fā)現(xiàn)錯誤；并在問題出現(xiàn)前發(fā)現(xiàn)征兆。

內(nèi)存分配和分配錯誤顯示測試主要內(nèi)容為測量那些函數(shù)使用了較多或較少的內(nèi)存；去除所有的內(nèi)存錯誤；捕捉空指針和其他的錯誤情況；發(fā)現(xiàn)內(nèi)存泄露。

2.4 CODETEST /分析軟件執(zhí)行流程

CODETEST/分析軟件執(zhí)行流程即對程序?qū)嶋H運行過程進行記錄，以了解程序運行的實際情況。對于實時多任務系統(tǒng)，還要求對任務的執(zhí)行與切換及對應時間進行記錄，解決任務或中斷優(yōu)先級的問題。它把深度跟蹤和便捷的運用特點結(jié)合起來。該工具可以從三個不同的抽象層次顯示程序執(zhí)行過程：1）高級，顯示RTOS事件和函數(shù)執(zhí)行的入口和出口；2）控制流程級，顯示可執(zhí)行函數(shù)中每一條分支語句；3）原碼級，顯示每條執(zhí)行過的C或C++語句。具體內(nèi)容如下：

1）高級顯示方式

實現(xiàn)的功能如下：在任務或函數(shù)級別顯示全部的程序運行流程；觀察軟件單元之間的交互過程（互相調(diào)用等）；直觀縮進方式顯示程序的上下文執(zhí)行過程。

2） 控制流方式

實現(xiàn)的功能如下：顯示所有函數(shù)的所有分支點的決策執(zhí)行情況；簡化顯示函數(shù)內(nèi)部的執(zhí)行流程；顯示函數(shù)每一次調(diào)用的不同的內(nèi)部執(zhí)行路徑。

3）源代碼顯示方式

實現(xiàn)的功能如下：在函數(shù)和任務上下文之間顯示每一行執(zhí)行過的原代碼；以軟件工程師的角度顯示代碼執(zhí)行過程。

4）CODETEST /Trace - 觸發(fā)

使用觸發(fā)功能，只需根據(jù)確定一個任務中RTOS任務和函數(shù)等級來選擇所需要跟蹤的軟件內(nèi)容，包括內(nèi)存分配錯誤觸發(fā)。

3 CODETEST與其他測試工具的比較

CODETEST是硬件輔助軟件測試工具，其特點在于實時、在線、精確，CODETEST與純軟件測試工具和純硬件工具的對比見下表。

4 結(jié)束語

本文介紹的CODETEST測試工具的測試方法已經(jīng)在3Com等大型嵌入式軟件系統(tǒng)中得到應用。隨著后PC時代的到來，嵌入式軟件變得越來越復雜，越來越深入到生產(chǎn)線的各個部分，對軟件的性能和穩(wěn)定性提出了更高的要求。CODETEST測試工具為針對嵌入式軟件分析測試提供了解決方案，為嵌入式軟件的開發(fā)和測試者提供了新的技術(shù)手段，使人們能以全新的視角審視嵌入式軟件的開發(fā)和測試過程。

參考文獻:

[1]鄭人杰   計算機軟件測試技術(shù)   清華大學出版社   1992

[2]深圳市華唐科技有限公司     CodeTEST TM介紹      

[3]靳超   硬件輔助的軟件在線測試和分析技術(shù)  奧吉通科技有限公司 2004.11.7