嵌入式軟件單元測試研究探析

嵌入式軟件單元測試研究探析

謝曉麗吳曦Summary：嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛，但仍然存在著許多缺陷，而單元測試則是檢驗嵌入式軟件最有效的方式。單元測試對于嵌入式軟件的檢測主要體現(xiàn)在編碼階段，對每一個軟件單元的性能、功能、接口等進(jìn)行測試，發(fā)現(xiàn)單元內(nèi)可能存在的軟件缺陷，以保證軟件質(zhì)量。Key：嵌入式軟件;測試環(huán)境;單元測試;軟件測試：TP311.53

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：1672-9129（2020）09-0041-01近年來我國嵌入式技術(shù)得到了很大的發(fā)展，但嵌入式系統(tǒng)具有一定的復(fù)雜性，仍需要進(jìn)一步進(jìn)行完善。在嵌入式軟件測試研究中，單元測試是最有效的一種測試方法，本文著重對嵌入式軟件單元測試研究進(jìn)行探討。1

嵌入式軟件測試分析1.1嵌入式軟件測試環(huán)境分析。真實環(huán)境是一種最有效的測試環(huán)境，但在實際應(yīng)用中存在著很多弊端，如消耗的資金較大，測試人員的安全也不能得到全面的保障。因而仿真環(huán)境在這樣的背景之下發(fā)展得越來越迅速。仿真技術(shù)主要包括以下幾個種類：其一，全實物仿真測試環(huán)境;其二，半實物仿真測試環(huán)境;其三;全數(shù)字仿真測試環(huán)境。所謂全實物仿真主要指的是，在完全真實的環(huán)境之中對軟件進(jìn)行測試，設(shè)備與嵌入式軟件建立起真實的連接，這屬于一種閉環(huán)測試，其實最大的優(yōu)點是對于測試環(huán)境的要求比較低。所謂半實物仿真系統(tǒng)主要指的是，測試的環(huán)境為仿真模型，測試的對象為真實系統(tǒng)，屬于一種非侵入性閉環(huán)測試。半實物仿真系統(tǒng)與全實物仿真相比有更高的要求;而全數(shù)字仿真系統(tǒng)主要是指通過數(shù)字化硬件環(huán)境模型進(jìn)行測試，測試的對象為相關(guān)的硬件和軟件，與上述兩種方式相比對測試環(huán)境的要求更高。嵌入式軟件測試環(huán)境中還存在另一種交叉開發(fā)環(huán)境，面臨著以下幾種主要問題：第一，目標(biāo)機與主機之間通信如何連接;第二，主機對目標(biāo)程序的控制如何順利展開;第三，目標(biāo)機對于主機測試信息的反饋如何能夠更加直觀、高效。1.2嵌入式軟件測試技術(shù)分析。嵌入式軟件測試技術(shù)具有更強的針對性和特殊性，因此在進(jìn)行測試的過程中，測試人員需要使用專業(yè)的測試工具和軟件。嵌入式軟件測試需要更專業(yè)的技術(shù)進(jìn)行支撐，如果測試工具和軟件過于單一、通用性差，那么測試的執(zhí)行工作有可能無法順利展開，測試的結(jié)果也會因此受到影響。嵌入式軟件測試工具主要包括以下三種：硬件測試工具、軟件測試工具以及綜合測試工具。軟件測試工具是在主機上通過軟件仿真技術(shù)，對目標(biāo)機進(jìn)行測試。軟件測試工具具有很強的優(yōu)勢，因此被廣泛使用，Host/Target是具有代表性的軟件測試工具。軟件插樁技術(shù)是上述測試軟件的主要測試技術(shù)，對待測軟件運行存在的問題會隨時進(jìn)行檢測。嵌入式硬件測試工具通常運用在測試工作以及硬件設(shè)計之中，硬件測試工具不能對內(nèi)存進(jìn)行檢測和分配，因而得到的結(jié)果也并沒有很強的客觀性和確定性。嵌入式軟件測試工具綜合兼具了硬件和軟件兩種測試的優(yōu)勢，但是對于硬件有很強的依賴性。2

單元測試用例方法單元測試用例主要包括以下幾種測試方法：（1）模塊接口測試，主要指的是，利用測試軟件，通過對被測模塊的數(shù)據(jù)流進(jìn)行全面測試，詳細(xì)對各種輸入的參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)一的測試。（2）所有局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)檢驗，主要指的是數(shù)據(jù)的一致性，例如變量之間的配備，以及全局?jǐn)?shù)據(jù)的正確性。（3）所有模塊路徑測試，主要是一種循環(huán)性的測試，將各種各樣的路徑和循環(huán)進(jìn)行針對性測試，針對計算的準(zhǔn)確性進(jìn)行控制，發(fā)現(xiàn)錯誤及時糾正。（4）錯誤處理測試，主要指的是當(dāng)出現(xiàn)檢驗錯誤的時候，要對錯誤進(jìn)行處理，處理之后的結(jié)果還要進(jìn)行測試，只有這樣才能夠使軟件的缺陷定位更加準(zhǔn)確，使軟件的使用性進(jìn)一步增強。（5）邊界檢驗測試，主要是對數(shù)據(jù)流進(jìn)行測試，并且通過比較值來判斷是否可能存在錯誤。在程序設(shè)計過程中，要對邊界數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的測試。雖然測試的過程相對復(fù)雜，但是單元測試能夠很好的對其進(jìn)行檢驗。并對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分類檢測，創(chuàng)建相對應(yīng)的函數(shù)，對函數(shù)產(chǎn)生的數(shù)值范圍進(jìn)行分析，確保軟件的正常運行。（6）邏輯覆蓋測試，主要是針對待測代碼的邏輯結(jié)構(gòu)的各種執(zhí)行代碼進(jìn)行測試，還要對驅(qū)動被測代碼進(jìn)行測試，其中主要包括語句覆蓋、條件覆蓋、判定覆蓋等主要部分。（7）路徑覆蓋，就是對覆蓋過程中可能存在的多種路徑進(jìn)行詳細(xì)的分析，具有很強的優(yōu)勢，但是仍然存在著一定的缺陷。由于路徑覆蓋需要對模塊所有的路徑進(jìn)行測試，則需要設(shè)計大量的用例，這就容易在循環(huán)測試的過程中產(chǎn)生數(shù)據(jù)的誤差。單元測試的主要方法包括以下幾種：（1）功能分解。單元測試功能分解主要指的是，按照規(guī)則與標(biāo)準(zhǔn)對待測單元中的每一個性能和功能進(jìn)行分解檢查，全方面覆蓋所有功能，是最常用的一種單元測試方法。（2）等價類劃分。單元測試功能等價類劃分主要指的是，按照測試規(guī)則和目標(biāo)，對待測程序進(jìn)行不同部分的輸入域劃分，通過選擇具有代表性的數(shù)進(jìn)行測試的方法。（3）邊界值分析。單元測試功能邊界值分析主要指的是，對待測程序進(jìn)行邊界值的測試，是一種相對模糊的范圍測試。（4）判定表。單元測試功能策略表又稱之為判定表，以策略表為測試的主體，具有極強的嚴(yán)密性，因此能夠更好的保證測試結(jié)果的客觀性與準(zhǔn)確性。該測試方法可以對復(fù)雜的待測系統(tǒng)進(jìn)行測試，并且可以自動對測試結(jié)果進(jìn)行合并與優(yōu)化，使策略表更加清晰準(zhǔn)確。（5）正交實驗法。所謂正交實驗法主要指的是，通過對實驗點進(jìn)行分析與選取，對實驗進(jìn)行合理安排的一種規(guī)范性設(shè)計方法。結(jié)語：主機是嵌入式軟件的開發(fā)主體，嵌入式軟件單元測試的研究已經(jīng)逐漸受到了相關(guān)學(xué)者的重視。仿真測試方法已經(jīng)廣泛使用到嵌入式軟件測試之中。單元測試工作雖然比較復(fù)雜，但是能為嵌入式軟件進(jìn)行最優(yōu)化的檢測，通過單元測試可以更早的發(fā)現(xiàn)軟件缺陷，縮短開發(fā)周期，降低軟件的開發(fā)成本