基于模型的分時(shí)段軟件測(cè)試工具TPT

1、基于模型的分時(shí)段軟件測(cè)試工具TPTTPT是針對(duì)嵌入式系統(tǒng)的基于模型的測(cè)試工具，特別是針對(duì)控制系統(tǒng)的軟件功能測(cè)試。TPT支持所有的測(cè)試過(guò)程：包括測(cè)試建模、測(cè)試執(zhí)行、測(cè)試評(píng)估以及測(cè)試報(bào)告的生成。TPT軟件由于首創(chuàng)地使用分時(shí)段測(cè)試（Time Partition Testing），使得控制系統(tǒng)的軟件測(cè)試技術(shù)得以極大提升；同時(shí)由于TPT軟件支持眾多業(yè)內(nèi)主流的工具平臺(tái)和測(cè)試環(huán)境，能夠更好地利用客戶已有的投資，實(shí)現(xiàn)各種異構(gòu)環(huán)境下的自動(dòng)化測(cè)試；針對(duì)MATLAB/Simulink/Stateflow以及TargetLink，TPT提供了全方位的支持進(jìn)行模型測(cè)試。PikeTec公司是全球知名的基于模型的嵌入式系統(tǒng)

2、測(cè)試工具TPT的軟件供應(yīng)商，總部位于德國(guó)柏林，其創(chuàng)始人均在戴姆勒公司擁有十多年的嵌入式軟件開發(fā)經(jīng)驗(yàn)。TPT產(chǎn)品曾被評(píng)為2005年戴姆勒最佳創(chuàng)新軟件，并在戴姆勒、大眾、奧迪、保時(shí)捷、通用等汽車整車廠及多家零部件企業(yè)（如博世、大陸、海拉）中得到廣泛應(yīng)用，如戴姆勒的多個(gè)車型的混合動(dòng)力車的動(dòng)力總成、電池管理控制器的測(cè)試，博世的汽油機(jī)和柴油機(jī)控制系統(tǒng)測(cè)試等。（請(qǐng)登錄PikeTec的TPT產(chǎn)品了解更多產(chǎn)品詳情。）北匯信息作為PikeTec的中國(guó)合作伙伴，將幫助中國(guó)客戶借助TPT提升嵌入式控制系統(tǒng)的開發(fā)效率。分時(shí)段測(cè)試方法分時(shí)段測(cè)試（Time Partition Testing）是一種采用分時(shí)段對(duì)軟件進(jìn)行測(cè)

3、試和驗(yàn)證的測(cè)試方法，主要被用于嵌入式系統(tǒng)中基于模型的模塊測(cè)試、集成測(cè)試、系統(tǒng)測(cè)試和回歸測(cè)試。通常軟件測(cè)試的一種分類是靜態(tài)測(cè)試和動(dòng)態(tài)測(cè)試。靜態(tài)測(cè)試是指不運(yùn)行被測(cè)程序本身，僅通過(guò)分析或檢查源程序的語(yǔ)法、結(jié)構(gòu)、過(guò)程、接口等來(lái)檢查程序的正確性。對(duì)需求規(guī)格說(shuō)明書、軟件設(shè)計(jì)說(shuō)明書、源程序做結(jié)構(gòu)分析、流程圖分析、符號(hào)執(zhí)行來(lái)找錯(cuò)。靜態(tài)方法通過(guò)程序靜態(tài)特性的分析，找出欠缺和可疑之處，例如不匹配的參數(shù)、不適當(dāng)?shù)难h(huán)嵌套和分支嵌套、不允許的遞歸、未使用過(guò)的變量、空指針的引用和可疑的計(jì)算等。靜態(tài)測(cè)試結(jié)果可用于進(jìn)一步的查錯(cuò)，并為測(cè)試用例選取提供指導(dǎo)。例如QAC C/C+、Logiscope等軟件都屬于靜態(tài)測(cè)試工具。 動(dòng)

4、態(tài)測(cè)試是指通過(guò)運(yùn)行被測(cè)程序，檢查運(yùn)行結(jié)果與預(yù)期結(jié)果的差異，并分析運(yùn)行效率和健壯性等性能，這種方法由三部分組成：構(gòu)造測(cè)試實(shí)例、執(zhí)行程序、分析程序的輸出結(jié)果。例如：TestBed、Tessy、VectorCast等軟件都屬于動(dòng)態(tài)測(cè)試工具、同時(shí)這些動(dòng)態(tài)測(cè)試軟件也包含了部分靜態(tài)測(cè)試的功能。按照動(dòng)態(tài)測(cè)試和靜態(tài)測(cè)試的劃分，分時(shí)段測(cè)試軟件TPT屬于動(dòng)態(tài)測(cè)試工具，它也是通過(guò)運(yùn)行被測(cè)程序，檢查運(yùn)行結(jié)果和預(yù)期結(jié)果的差異來(lái)判斷程序是否符合設(shè)計(jì)要求。和我們常規(guī)的動(dòng)態(tài)測(cè)試軟件不同、TPT軟件使用了分時(shí)段方法對(duì)軟件進(jìn)行測(cè)試、常規(guī)的動(dòng)態(tài)測(cè)試軟件一般在設(shè)計(jì)測(cè)試用例的時(shí)候，都是以測(cè)試點(diǎn)的方式出現(xiàn)，也就是說(shuō)，如果以時(shí)間來(lái)衡量，測(cè)

5、試的輸入只是某一個(gè)時(shí)刻系統(tǒng)的輸入，依次獲得系統(tǒng)在某一個(gè)時(shí)刻的輸出。但是在嵌入式系統(tǒng)中，我們所見的都是基于時(shí)間的連續(xù)系統(tǒng)或者是帶反饋的控制系統(tǒng)，例如變速箱控制、發(fā)動(dòng)機(jī)控制等，衡量這些系統(tǒng)的行為是否符合設(shè)計(jì)要求的時(shí)候，往往不能依靠某一個(gè)時(shí)刻的系統(tǒng)輸出來(lái)判定，而是需要對(duì)一個(gè)時(shí)間段的行為進(jìn)行系統(tǒng)的分析，從而確定系統(tǒng)行為是否正確，這時(shí)如果采用常規(guī)的動(dòng)態(tài)測(cè)試軟件對(duì)這些系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)功能測(cè)試，就無(wú)法完成相應(yīng)的測(cè)試任務(wù)。TPT軟件測(cè)試工具采用分時(shí)段測(cè)試方法對(duì)軟件進(jìn)行測(cè)試，適用于測(cè)試具有連續(xù)行為的實(shí)時(shí)系統(tǒng)（實(shí)時(shí)系統(tǒng)，即在規(guī)定時(shí)間內(nèi)對(duì)外部請(qǐng)求作出反應(yīng)，交換物理數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)和信號(hào)的系統(tǒng)，大部分開環(huán)控制系統(tǒng)和反饋控制系統(tǒng)均

6、屬于實(shí)時(shí)系統(tǒng)）。在使用TPT進(jìn)行測(cè)試的過(guò)程中，每一個(gè)測(cè)試用例都能有針對(duì)性的對(duì)某類系統(tǒng)行為作出反應(yīng)。一方面測(cè)試信號(hào)隨著系統(tǒng)狀態(tài)的變化而發(fā)生改變，另一方面改變后的測(cè)試信號(hào)也會(huì)激發(fā)系統(tǒng)下一步的狀態(tài)變化，這樣就可以解決實(shí)時(shí)系統(tǒng)功能測(cè)試時(shí)無(wú)法定義系統(tǒng)輸入的問(wèn)題。TPT軟件功能 TPT軟件是特別針對(duì)基于時(shí)間以及帶反饋的嵌入式系統(tǒng)所開發(fā)的測(cè)試工具，這些系統(tǒng)往往需要大量的測(cè)試用例來(lái)保證系統(tǒng)的可靠性。TPT的設(shè)計(jì)理念是尋找出大量的測(cè)試用例中的相似點(diǎn)和不同點(diǎn)，然后通過(guò)對(duì)測(cè)試用例分割、建模以及組合，減少測(cè)試用例中重復(fù)的部分、提高測(cè)試用例的構(gòu)建效率和復(fù)用度，避免無(wú)用的冗余。同時(shí)TPT軟件通過(guò)豐富的測(cè)試環(huán)境平臺(tái)接口，使

7、得TPT構(gòu)建的測(cè)試用例可以在產(chǎn)品開發(fā)的不同階段被充分利用，而不是面臨不同的階段采用不同的測(cè)試工具，需要重新構(gòu)建測(cè)試用例的情況。 TPT的主要功能包括：測(cè)試用例建模各種系統(tǒng)平臺(tái)上的自動(dòng)化測(cè)試運(yùn)行，如Matlab/Simulink, ASCET, Targetlink, C Code,以及運(yùn)用數(shù)據(jù)通訊協(xié)議CAN, LIN自動(dòng)化測(cè)試評(píng)估測(cè)試文檔（測(cè)試計(jì)劃，測(cè)試規(guī)格，測(cè)試報(bào)告）測(cè)試管理測(cè)試用例和DOORS系統(tǒng)中測(cè)試需求的可追蹤性 TPT基本特性： 所有開發(fā)階段的測(cè)試工具一致性：定義的測(cè)試項(xiàng)目可以用于產(chǎn)品開發(fā)的所有階段（MiL、SiL、HiL），TPT可以被用于產(chǎn)品開發(fā)的各個(gè)階段，無(wú)需更換測(cè)試工具、便于

8、更早的發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤 直觀的測(cè)試定義：基于模型的測(cè)試定義，無(wú)需測(cè)試人員具備編程能力，使用者直接使用圖形化測(cè)試建模方式對(duì)測(cè)試項(xiàng)目進(jìn)行定義 支持多種平臺(tái)的測(cè)試執(zhí)行：TPT支持在多種平臺(tái)的測(cè)試執(zhí)行，例如MATLAB/Simulink、TargetLink Model、ASCET、Davinci、SystemDesk、CAN、LIN、INCA、LABCAR、HiL-Tests） 支持AUTOSAR組件測(cè)試：結(jié)合TPT測(cè)試軟件以及執(zhí)行平臺(tái)DaVinci、SystemDesk or Messina，可以對(duì)AUTOSAR組件進(jìn)行測(cè)試 實(shí)時(shí)測(cè)試：結(jié)合實(shí)時(shí)系統(tǒng)平臺(tái)，可以實(shí)時(shí)執(zhí)行測(cè)試 閉環(huán)測(cè)試:TPT支持對(duì)閉環(huán)系統(tǒng)的測(cè)

9、試，也就是說(shuō)在測(cè)試的過(guò)程中，可以對(duì)系統(tǒng)的行為作出反應(yīng)。 自動(dòng)化測(cè)試結(jié)果評(píng)估：在測(cè)試運(yùn)行結(jié)束后，可以對(duì)來(lái)源于TargetLink、Simulink所記錄的數(shù)據(jù)、INCA或者CANape等工具的數(shù)據(jù)，通過(guò)GUI界面或者評(píng)估腳本進(jìn)行分析，也就是說(shuō)，可以通過(guò)全時(shí)段數(shù)據(jù)全面的分析系統(tǒng)的預(yù)期行為。TPT提供了常用的分析功能：例如信號(hào)邊界檢查、與參考信號(hào)的比較、信號(hào)序列的正確性判斷以及信號(hào)調(diào)理等 高效的自動(dòng)化測(cè)試文檔：系統(tǒng)可以自動(dòng)生成可配置的HTML格式的測(cè)試文檔 自動(dòng)化測(cè)試過(guò)程：TPT具有高度的自動(dòng)化能力，可以自動(dòng)執(zhí)行測(cè)試、對(duì)測(cè)試結(jié)果的評(píng)估、以及生成測(cè)試報(bào)告，針對(duì)不同的測(cè)試平臺(tái)，這些過(guò)程都是一樣的 需求跟

10、蹤：TPT支持測(cè)試用例與需求之間的關(guān)聯(lián)Simulink模型測(cè)試針對(duì)MATLAB/Simulink/Stateflow以及TargetLink，TPT提供了全方位的支持；TPT針對(duì)MATLAB/Simulink/Stateflow以及TargetLink專門設(shè)計(jì)了完美的接口，我們通過(guò)MATLAB/Simulink/Stateflow以及TargetLink構(gòu)建功能模型，然后在TPT中創(chuàng)建測(cè)試用例模型，通過(guò)TPT的MATLAB接口保證測(cè)試的高效率執(zhí)行。為了保證更加方面的創(chuàng)建測(cè)試模型以及保證復(fù)用性，TPT自動(dòng)從Simulink的模型中獲取所有的接口信息，并將其插入到測(cè)試模型中，這些接口信息以及信號(hào)由

11、TPT自動(dòng)進(jìn)行處理，用戶無(wú)需處理。為了能夠順利的執(zhí)行測(cè)試用例，TPT需要一個(gè)測(cè)試框架模型，該模型包含一個(gè)完整的輸入輸出定義模型以及特殊的TPT執(zhí)行引擎，TPT自動(dòng)生成該模型，用戶也無(wú)需定義。所有的測(cè)試執(zhí)行管理都由TPT處理，測(cè)試的執(zhí)行可以無(wú)人值守，也就是說(shuō)，TPT可以遠(yuǎn)程控制MATLAB/Simulink，并且處理兩個(gè)工具之間的數(shù)據(jù)交換特點(diǎn)：全面支持 MATLAB/SIMULINK全面支持TargetLink自動(dòng)化的接口分析自動(dòng)化的測(cè)試框架模型生成參數(shù)的雙向交換在MiL、SiL、PiL和HiL中測(cè)試用例的復(fù)用通過(guò)對(duì)M腳本的支持實(shí)現(xiàn)靈活配置從模型到硬件的測(cè)試執(zhí)行TPT一個(gè)非常突出的特點(diǎn)就是它的靈

12、活性，TPT可以在不同的環(huán)境中執(zhí)行測(cè)試。例如TPT可以針對(duì)系統(tǒng)模型執(zhí)行測(cè)試（MATLAB/Simulink），也可以對(duì)軟件執(zhí)行測(cè)試（C代碼、AUTOSAR軟件組件），同樣也針對(duì)真實(shí)的ECU執(zhí)行測(cè)試（HiL），盡管這些環(huán)境大不相同，但是對(duì)于TPT工具而言，測(cè)試建模和測(cè)試工具都保持了一致性。TPT支持的測(cè)試環(huán)境： MATLAB/Simulink/TargetLink：TPT可以測(cè)試MATLAB/Simulink/Stateflow 模型，TargetLink模型以及定點(diǎn)模型（RTW 或者TargetLink） ASCET: TPT可以測(cè)試ASCET模型 CAN/LIN:TPT可以測(cè)試通過(guò)CAN/L

13、IN總線連接的控制器 C代碼:TPT可以在PC上直接測(cè)試使用C代碼開發(fā)的控制器程序 DaVinci CT：TPT可以通過(guò)Davinci CT測(cè)試AUTOSAR軟件組件 SystemDesk：TPT可以聯(lián)合SystemDesk測(cè)試AUTOSAR軟件組件 I/O控制器：TPT可以測(cè)試通過(guò)基于PC的I/O進(jìn)行連接的控制器 MCD3：TPT可以通過(guò)MCD3工具，例如INCA或者CANape測(cè)量信號(hào)以及標(biāo)定參數(shù) LABCAR：TPT可以聯(lián)合LABCAR進(jìn)行HIL測(cè)試針對(duì)基于PC機(jī)的測(cè)試環(huán)境，TPT還提供了一個(gè)聯(lián)合仿真環(huán)境FUSION，利用FUSION，可以很輕松的創(chuàng)建和配置一個(gè)異構(gòu)的包含不同組件的仿真環(huán)

14、境，例如包含軟件模塊、CAN控制器、MCD3接口以及被控對(duì)象模型。AUTOSAR的代碼測(cè)試TPT可以用于AUTOSAR的測(cè)試，借助最新的特性“AUTOSAR-component testing support for FUSION”，客戶可以在FUSION平臺(tái)上直接測(cè)試AUTOSAR軟件模塊，而不需要借助其他的AUTOSAR工具。當(dāng)然，TPT可以與現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)工具如Davinci、Systemdesk進(jìn)行聯(lián)合使用，間接測(cè)試AUTOSAR模塊。TPT可以直接調(diào)用Davinci來(lái)完成AUTOSAR模塊的測(cè)試；當(dāng)使用Systemdesk時(shí)，TPT-VM是Systemdesk的一部分，對(duì)AUTOSAR模

15、塊的測(cè)試是由Systemdesk中的TPT完成的，所有AUTOSAR的模塊的配置是在Systemdesk中完成。HIL測(cè)試TPT對(duì)于HIL測(cè)試硬件的支持，目前主要是LABCAR和dSPACE。TPT-VM可以在HIL系統(tǒng)上實(shí)時(shí)運(yùn)行。關(guān)鍵的任務(wù)是如何將測(cè)試用例傳輸?shù)絋PT-VM上，以及如何把測(cè)試用例傳輸回PC主機(jī)。另外一種實(shí)現(xiàn)方式時(shí)：TPT-VM也可以在PC主機(jī)上運(yùn)行，把數(shù)據(jù)傳輸回HIL系統(tǒng)，但這種情況下不是實(shí)時(shí)的，依賴于HIL系統(tǒng)本身的情況。在對(duì)真實(shí)ECU控制器硬件進(jìn)行測(cè)試時(shí)，TPT可以同時(shí)測(cè)量ECU的內(nèi)部信號(hào)。這些測(cè)量量也可在后續(xù)的測(cè)試評(píng)估中使用。這對(duì)于測(cè)試結(jié)果評(píng)估的自動(dòng)化來(lái)說(shuō)是非常有價(jià)值的

16、。TPT可以通過(guò)INCA或CANape進(jìn)行協(xié)作，按照ASAM MCD3標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行ECU控制器信號(hào)的測(cè)量。需求跟蹤需求是測(cè)試人員執(zhí)行測(cè)試的輸入條件，測(cè)試的目的就是保證設(shè)計(jì)完成的系統(tǒng)最終能夠符合需求，所以對(duì)于一個(gè)優(yōu)秀的測(cè)試軟件而言，與需求系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)以及追蹤是一個(gè)必不可缺的特性，現(xiàn)在眾多的標(biāo)準(zhǔn)都對(duì)需求管理有著嚴(yán)格的要求，例如IEC 61508、DO-178B、EN50128以及ISO 26262。TPT對(duì)需求管理的支持：可以創(chuàng)建和管理需求與測(cè)試用例之間的關(guān)聯(lián)支持需求變更后的沖突分析支持在TPT中對(duì)需求的瀏覽支持IBM Rational DOORSTPT測(cè)試用例可以導(dǎo)出至需求管理工具可以從需求管理工具導(dǎo)入測(cè)試用例可以在需求管理工具和TPT之間同步測(cè)試用例可以導(dǎo)入需求到TPT支持在TPT中跟蹤需求的變更支持需求覆蓋的分析ISO26262支持對(duì)于ISO26262標(biāo)準(zhǔn)下的產(chǎn)品開發(fā)所需的所有測(cè)試活動(dòng)，TPT都能夠予以支持。根據(jù)ISO26262的要求，當(dāng)使用軟件工具簡(jiǎn)化