嵌入式系统测试《嵌入式系统原理》.ppt

嵌入式系统原理第六章 应用编程与数据处理,嵌入式系统测试,l 软硬件开发、测试与质量一体化思想l 用科学的量化方法使测试数据说话l 尽早测试，使用需求进行衡量和监控l 全方位测试-可靠性测试、功能性测试、应用性能测试、系统性能测试,软件开发周期,软件测试定义,使用人工或自动的手段来运行或测定某个软件系统的过程，其目的在于检验它是否满足规定的需求或弄清预期结果与实际结果之间的差别。,基本方法,单元测试单个模块 集成测试模块间，子系统内 确认测试 需求说明实时性测试、安全性测试、健壮性测试、兼容性测试、可用性测试、压力测试、容量测试、文档测试、数据转换测试,单元测试,单元测试方法,实例化依赖基础对象 成本高效率低副作用替代实例化方法模仿对象法,被测模块,class Applicationpublic void run()/在应用程序类Application的运行方法/Run中实例化并显示视图对象View v=new View();/实例化视图对象v.display();/显示视图对象,一种解决方法,class Applicationpublic void run()View v=createView();/间接生成视图对象v.display();protected View createView()return new View;,实际例子,class ApplicationTest MockView mockView=new MockView();/ApplicationTest的私有类MockView public void testApplication Application a=new Application()protected View createView()/重载 return mockView;/使用模仿对象;a.run();mockView.validate();,实际例子,private class MockView extends View boolean isDisplayed=false;/显示属性 public void display()isDisplayed=true;/设置显示属性 public void validate()assertTrue(isDisplayed);/断言显示属性为真,覆盖率,语句覆盖程序中的每条语句至少应该执行一次，很弱 判定覆盖每个判定至少都获得一次“真值”或“假值”条件覆盖每一判定语句中每个逻辑条件的可能值至少满足一次判定条件覆盖同时满足判定覆盖、条件覆盖路径覆盖 每一条可能的路径至少执行一次。,例子,(1)void someFunc(int a，int b)(2)(3)if(a0)|(b0)(4)(5)someExecutableStatement;(6)(7),完全语句覆盖,A=1,判定覆盖,条件覆盖,设计测试用例,等价类划分法根据输出对输入分类 边界值法变量的边界值 分支测试法错误猜测法,单元测试的重要性,它浪费了太多的时间?它仅仅是证明这些代码做了什么？是不是可以不进行单元测试？集成测试将会抓住所有的Bug，单元测试是不需要的？成本效率不高？,集成测试,子系统的集成测试 系统的集成测试,集成测试,由上而下的集成测试方法 最高级别首先集成与测试最大限度的减少工作量比较复杂不能支持有限版本的快速推出由下而上的集成测试方法实用工具模块需要驱动,集成测试,伞形方法 测试沿功能性数据和控制流路径进行 函数的输入：由下而上的模式集成函数的输出：由上而下的模式集成支持有限功能的早期发布减少对存根和驱动的需求 系统性 低,自顶向下型集成测试模型,自顶向下型集成测试过程,确认测试,所有子系统的整合测试 实时性测试Rhealstone 任务切换时间抢占时间中断延迟时间信号量混洗时间死锁解除时间数据包吞吐率,嵌入式软件测试,仿真环境的功能系统配置：为测试环境设定参数 测试实施：测试数据仿真、产生激励信号测试分析：测试结果分析和评估 需要解决的问题 通信连接：以太网、RS232测试控制：从主机输入测试用例，捕捉目标机上被测试模块是否正常接受测试用例以及输出测试反馈 测试反馈,测试任务切换时间,两种常用时间工具,系统时钟实时时钟：硬件时钟系统时钟：硬件软件；18.2次/秒GPIO(General Purpose I/O通用输入输出)接收外部I/O连接时钟辅助设备需要驱动程序,设计指标,可控制性：控制输入，容易由外部输入控制内部节点的状态。可观测性:观察输出，容易由外部输出观察内部节点的状态。,集成电路可测性设计,可测性设计方法,扫描方法：将电路中的时序单元转化为扫描单元，这些扫描单元连接成一个或者多个移位寄存器；移位寄存器的内容可以由输出端逐位移出。内建自测试方法：测试结构嵌入测试对象内部，测试码在测试对象内部自动产生、测试激励在测试对象内部自动加载、测试响应在测试对象内部自动分析。,硬件可测性设计,扫描方法分类,分类,扫描范围：部分扫描/完全扫描,扫描原理：通路扫描、级敏扫描、奇偶扫描、扫 描置位、随机存取扫描、电平敏感扫 描、边界扫描,扫描方法扫描单元,扫描方法扫描链,扫描方法边界扫描,边界扫描法是扫描方法的一个重要分支，由JTAG（联合测试小组）提出并负责制定标准，即IEEE Std 1149.1，它在芯片的核心及引脚之间加入扫描单元，故而得名。,边界扫描原理图,初始态,捕获数据,移动寄存器1次,移动寄存器2次,移动寄存器6次,数据更新,内建自测试存储器方案,测试策略,归纳测试法,演绎测试法,测试方法,Yourdon的结构化走通方法,Fagan检查方法,控制流测试,数据流测试,分域测试,静态,动态,l 自动测试工具研究问题嵌入式操作系统自动测试工具缺乏，PC通用操作系统的自动测试工具如Rational 公司的SQA Suite,Microsoft公司的Visual Test等等不能完全有效运用到嵌入式系统测试中，虽然Rational 公司已加强嵌入式实时操作系统自动测试开发工具的力度，但如何开发出高效的嵌入式系统测试软件是国内外测试行业的热点。,版本与发布,版本定义：1.11,发布,承载介质,发布形式,嵌入式软件与PC软件的特殊性,操作系统种类多，工具可选择性强设计架构要求高（硬件关联性强）代码模块性强 编写专业性强可靠性要求高 质量控制环节多,基准评测（Benchmark）概念,利用基准程序对系统进行测试，同时给出相应的技术性指标。通过对指标进行分析比较，来确定系统的优劣。,基准评测的分类,对硬件性能的测试对操作系统性能的测试宏观测试（macrobenchmark）微观测试（microbenchmark）对应用程序性能的测试,测试程序来源,真实的程序（C编译器、文本处理软件TeX、电路模拟软件SPICE等）核心程序段（Livermore Loops、Linpack等）游戏基准程序（Towers of Hanoi、Sieve of Eratosthenes等）合成基准程序（Lmbench、SPEC等）,评测的具体指标,通用操作系统数值计算能力磁盘读写性能图形描绘性能网络性能并行计算性能综合性能,实时操作系统上下文切换时间任务抢占时间消息传递延迟中断延迟,测试工具,测试工具,纯软件测试工具采用的是软件插桩技术，在被测代码中插入一些函数，用这些函数完成测试数据的生成，并上送数据到目标系统的共享内存中。同时在目标系统中运行一个预处理任务，完成这些数据的预处理，将处理后的数据通过目标机的网口或串口上送到主机平台。纯硬件测试工具监控系统在运行时总线上的指令周期，并以一定的频率捕获这些信号，通过对这些数据分析，了解用户系统的工作状态，判断程序当前运行的状况。软硬件结合工具软硬件结合的测试工具能够充分利用纯软件测试工具和纯硬件测试工具的优点，是理想的嵌入式系统测试工具。,