嵌入式软件测试技术[基础篇]
嵌入式软件的测试方法与技术
嵌入式软件的测试方法与技术引言嵌入式软件的测试方法与技术是保证嵌入式系统质量的关键环节。
随着科技的发展，嵌入式系统在各个领域得到了广泛应用，从家用电器到汽车，从医疗设备到航空航天，都离不开嵌入式软件。
而这些应用领域对于系统的可靠性和安全性要求越来越高，因此对于嵌入式软件的测试方法与技术也提出了更高要求。
一、嵌入式软件测试方法概述1.1 黑盒测试黑盒测试是一种基于功能需求和接口规范来进行测试的方法。
在黑盒测试中，我们不关心被测系统内部是如何实现的，只关注其输入和输出之间是否符合预期。
这种方法可以很好地验证系统是否满足需求，并且可以提前发现潜在问题。
1.2 白盒测试白盒测试是一种基于代码内部结构来进行测试的方法。
通过分析代码逻辑、覆盖率等指标来评估被测系统是否符合预期。
白盒测试可以发现代码中隐藏的逻辑错误和漏洞，并且可以提供更详细的测试覆盖率信息。
1.3 灰盒测试灰盒测试是黑盒测试和白盒测试的结合，既关注系统功能，也关注系统内部结构。
在灰盒测试中，可以利用黑盒测试的方法验证系统功能，同时通过白盒测试的方法发现潜在问题。
这种方法可以综合利用黑白两种方法的优点。
二、嵌入式软件测试技术2.1 静态分析技术静态分析技术是一种通过分析源代码或二进制代码来发现潜在问题的方法。
静态分析可以帮助开发人员在编码阶段发现错误和漏洞，并且可以提供代码质量评估和优化建议。
2.2 动态分析技术动态分析技术是一种通过运行时监测来评估系统行为和性能的方法。
动态分析可以帮助开发人员了解系统运行时状态，并且可以提供性能优化建议。
2.3 模糊测试技术模糊测试是一种通过生成大量随机输入来验证系统鲁棒性和安全性的方法。
模糊测试可以帮助开发人员找到输入错误处理不当或存在漏洞的地方，并且可以提供安全防护建议。
2.4 测试自动化技术测试自动化技术是一种通过编写测试脚本和使用自动化工具来提高测试效率和准确性的方法。
测试自动化可以帮助开发人员快速执行大量的测试用例，并且可以提供准确的测试结果。
嵌入式软件测试方法详解
嵌入式软件测试方法详解嵌入式软件测试是指针对嵌入式系统中的软件进行测试的过程。
嵌入式系统是指集成了软件和硬件的复杂系统，这些系统通常嵌入在一些设备中，如手机、汽车、电视等。
为了确保嵌入式系统的正常运行和稳定性，嵌入式软件测试变得极其重要。
本文将详细介绍嵌入式软件测试的方法。
一、静态测试方法静态测试方法是在嵌入式软件开发的早期阶段就进行的测试方法。
它主要通过代码审查和静态分析来发现潜在的问题和错误。
代码审查是指通过人工检查代码的规范性、可读性和实现逻辑等方面的错误和问题。
静态分析是指使用工具对代码进行扫描，以发现潜在的问题和错误。
静态测试方法可以帮助开发人员在开发的早期阶段就发现并修复问题，从而减少后期测试阶段的工作量。
二、单元测试方法单元测试方法是对嵌入式软件中的各个模块进行独立测试的方法。
它通常是使用白盒测试技术，开发人员可以直接查看代码并编写测试用例。
单元测试旨在检查模块是否按照预期执行，并验证其输出是否正确。
单元测试方法可以帮助开发人员在开发过程中对每个模块进行细致的测试，以确保其功能的正确性和稳定性。
三、集成测试方法集成测试方法是对嵌入式软件的各个模块进行整合测试的方法。
在嵌入式系统中，各个模块通常是独立开发的，集成测试旨在测试模块之间的接口和交互是否正常。
通过集成测试，可以发现并解决模块之间的兼容性问题、数据传输问题以及接口交互问题。
集成测试可以确保整个系统的功能正常运行，并保证各个模块之间的协调性。
四、系统测试方法系统测试方法是对整个嵌入式系统进行测试的方法。
系统测试旨在验证系统是否满足需求规格说明书中的要求，并检查系统在不同环境下的性能和稳定性。
系统测试一般包括功能测试、性能测试、兼容性测试、安全性测试等多个方面。
通过系统测试，可以发现并修复系统中的问题，确保系统的完整性和可靠性。
五、回归测试方法回归测试方法是在系统发生变更后对系统进行重新测试的方法。
嵌入式软件开发过程中，经常需要对系统进行改进和升级，回归测试旨在验证系统的改动是否对原有功能和模块产生了影响。
嵌入式软件自动化测试技术分析
嵌入式软件自动化测试技术分析嵌入式软件自动化测试技术是指使用自动化工具和技术来实现对嵌入式软件进行测试的过程。
嵌入式软件是指嵌入在硬件设备中的软件系统，常见于电子产品、汽车、医疗设备等领域。
由于嵌入式软件的特殊性，传统的测试方法往往无法满足需求，因此需借助自动化测试技术来提高测试效率、减少测试成本。
1.测试框架和工具：嵌入式软件自动化测试需要使用一些测试框架和工具来辅助测试过程。
常见的测试框架有JUnit、TestNG等，它们提供了一系列的断言和测试运行机制。
还可以使用一些专门针对嵌入式软件的测试工具，如LDRA Testbed、VectorCAST等，它们具备更强的兼容性和适应性。
2.模拟器和仿真器：嵌入式软件往往需要在特定的硬件环境中运行，但对硬件的依赖性会增加测试的复杂度和成本。
为了解决这个问题，可以使用模拟器和仿真器来模拟硬件环境。
模拟器和仿真器是一种虚拟的硬件平台，可以在不真实硬件设备的情况下运行嵌入式软件，并对软件进行测试。
常见的模拟器和仿真器有QEMU、Gem5等。
3.持续集成和自动化构建：嵌入式软件通常需要在不同的平台和配置下进行测试，而手动进行这些测试会非常耗时且容易出错。
可以使用持续集成和自动化构建技术来实现自动化测试。
持续集成是指将代码库中的修改自动集成到主干代码中，并对整个系统进行测试和验证。
自动化构建是指自动化生成可执行文件或固件的过程。
使用这些技术可以实现自动化地构建和测试不同配置下的嵌入式软件。
4.代码覆盖率工具：对于嵌入式软件来说，代码的覆盖率是一个重要的测试指标。
代码覆盖率工具可以帮助测试人员评估测试用例对代码的覆盖情况。
常见的代码覆盖率工具有Gcov、Bullseye等。
5.硬件调试工具：由于嵌入式软件通常运行在硬件设备中，因此在测试过程中可能还需要使用一些硬件调试工具来辅助定位问题。
常见的硬件调试工具有逻辑分析仪、示波器等。
嵌入式软件自动化测试技术包括测试框架和工具、模拟器和仿真器、持续集成和自动化构建、代码覆盖率工具以及硬件调试工具等。
嵌入式软件测试(一)
要求固态存储，以提高速度。软件代码 要求高质量和高可靠性、实时性。
（5）嵌入式软件开发走向标准化
嵌入式系统的应用程序可以没有操作系统直接在芯
片上运行。
为了合理地调度多任务、利用系统资源、系统函数
以及和专家库函数接口，用户必须自行选配RTOS （Real－Time Operating System）开发平台，这样 才能保证程序执行的实时性、可靠性，并减少开发 时间，保障软件质量。
嵌入式软件测试
王海鹏
第一部分 嵌入式系统基本概念
嵌入式系统IEEE定义
根据IEEE（国际电气和电子工程师协会）的定义：
嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助操作 机器和设备的装置”（原文为devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants）。
多任务运行的实现实际上是靠CPU（中央处理单元）在 许多任务之间转换、调度。 CPU只有一个，轮番服务于一系列任务中的某一个。 多任务运行使CPU的利用率得到最大的发挥，并使应 用程序模块化。 在实际应用中，多任务的最大特点是，开发人员可以 将很复杂的应用程序层次化。
3.4系统内核（Kernel)与调度（Scheduler)
非占先式(Non-Preemptive)
低优先级任务
（1）
（2）
ISR
（4） （5）
（3）
TIME 中断服务程序使 高优先级任务就绪
（6）
高优先级任务 （7）
低优先级任务释放 CPU使用权
占先式（preemptive）
当系统响应时间很重要时，要使用占先式 （preemptive）内核。最高优先级的任务一旦就绪， 总能得到CPU的控制权。 当一个运行着的任务使一个比它优先级高的任务进入 了就绪态，当前任务的CPU使用权就被剥夺了，或者 说被挂起了，那个高优先级的任务立刻得到了CPU的 控制权。 使用占先式内核时，应用程序不应直接使用不可重入 型函数。如果调入可重入型函数时，低优先级的任 务CPU的使用权被高优先级任务剥夺，不可重入型函 数中的数据有可能被破坏。
如何做好嵌入式软件开发测试
如何做好嵌入式软件开发测试嵌入式软件测试是确保嵌入式系统的稳定性和可靠性的关键步骤之一、嵌入式软件的特点是运行在嵌入式系统中，并受到硬件限制、资源限制以及实时性要求的约束。
因此，嵌入式软件测试需要特别的关注点和方法。
下面是一些关键的步骤和技巧，以保证嵌入式软件开发测试的质量。
1.理解需求和软件架构：在进行嵌入式软件测试之前，必须对软件系统的需求和架构有充分的理解。
这将有助于测试人员了解系统的功能和性能要求，从而制定相应的测试策略和计划。
2.制定详细的测试计划：测试计划是一个指导测试活动的重要文档。
它应该明确规定测试的范围、目标、方法、资源和时间等方面的内容。
测试计划还应该包括测试的策略、用例和检查点等详细信息。
3.设计和制定测试用例：测试用例是测试的基本单元，用于验证系统的各种功能和性能。
在嵌入式软件测试中，测试用例的设计和制定可能会受到资源和实时性要求的限制。
因此，测试人员应该注意测试用例的覆盖率和效率，以确保尽可能多地测试到系统中的错误。
4.搭建适当的测试环境：在进行嵌入式软件测试之前，必须搭建适当的测试环境。
这包括硬件、软件、工具和数据等方面的准备。
嵌入式系统的测试环境应尽可能接近实际使用环境，以确保测试结果的准确性和可靠性。
5.进行功能测试：功能测试是嵌入式软件测试的核心。
它涉及对软件的各种功能进行验证和确认，以确保其满足需求和规范。
功能测试应包括正常情况下的功能测试和异常情况下的功能测试，以确保软件在各种情况下都能正常工作。
6.进行性能测试：性能测试是确定系统响应时间、吞吐量和资源利用率等方面的测试。
在嵌入式软件测试中，性能测试可能针对处理速度、内存占用和能耗等方面进行。
性能测试应尽可能接近实际使用情况，以确保软件在实际运行时能够满足性能要求。
7.进行安全测试：安全测试是确保嵌入式系统的安全性和可靠性的关键测试。
在进行安全测试时，测试人员应注意系统的漏洞和错误，以及可能的攻击和破坏方式。
嵌入式软件接口测试方法
三、嵌入式软件接口测试方法
API接口测试 协议接口——底层：信号类 协议接口——中间层：数据类 协议接口——高层：文本类
三、嵌入式软件接口测试方法
API接口测试 API接口函数 测试接口函数的功能和性能 测试方法：
编写测试程序，调用API函数 交叉编译 可执行程序下载到嵌入式设备 运行，获取测试结果
接口的分类（二）
人与系统 硬件与硬 的接口 件的接口
软件与软 软件与硬 件的接口 件的接口
一、接口与接口测试
底层软件提供的应用编程接口 系统API 开发包API
人与计算机操作用户界面 GUI CLI
接口的分类（三）
API
总线/网
络接口
人机交互 界面
数据库 接口
部件与部件通过总线/网络相连 Ethernet、RS232、CAN、
很大比例是安全关键软件，关系到生命安全和国家安全，要求
非常严格 一般来说上比非嵌入式软件更困难一些
测试 人员
二、嵌入式软件接口测试
嵌入式软件接口测试
对嵌入式软件测试包括静态和动态，包括基于结构的白盒测试和基于 需求规约的黑盒测试
嵌入式软件接口测试：对嵌入式软件提供的接口按照接口需求进行测 试和验证 ➢ 测试嵌入式软件接口信息数据与控制逻辑的正确性 ➢ 测试正常情况和异常情况（包括数据和逻辑） ➢ 测试接口的功能性、性能、安全性和稳定性
pass data and control correctly to one another.
一、接口与接口测试
接口测试（interface testing） 军用软件测评实验室测评过程与技术能力要求 接口测试是对软件需求规格说明或设计文档中的接口需求逐项进行的 测试。接口测试一般需进行：
嵌入式软件测试方法
嵌入式软件测试方法嵌入式软件测试方法是针对嵌入式系统开发的软件测试方法。
嵌入式系统是指嵌入在各种设备中的计算机系统，如智能手机、家庭电器、汽车、医疗设备等。
嵌入式软件测试的目标是确保嵌入式系统的软件质量和可靠性。
以下是常用的嵌入式软件测试方法：1.静态分析：静态分析是一种基于源代码或二进制代码的分析方法，用于检查代码中的错误和潜在的问题。
它通常包括代码审查、代码规范和代码耦合分析等。
静态分析可以在开发早期识别问题，并且可以帮助改进代码质量。
2.单元测试：单元测试是针对软件模块或功能的测试方法。
在嵌入式系统中，软件通常被分为多个模块，每个模块都有其特定的功能。
单元测试通过对每个模块进行测试，以确保它们按照预期运行。
单元测试可以使用各种测试技术，如白盒测试和黑盒测试。
3.集成测试：集成测试是将不同的模块或功能组合在一起进行测试的方法。
在嵌入式系统中，不同的模块通常需要相互协作才能实现系统的功能。
集成测试通过模拟实际的运行环境，测试模块之间的接口和交互，确保整个系统按照预期工作。
4.验收测试：验收测试是在开发完成后对整个系统进行的一系列测试。
验收测试的目标是确认系统是否符合用户需求和规格说明。
它通常由系统开发人员和最终用户共同进行，以确保系统的功能和性能满足用户的期望。
5.性能测试：性能测试是评估系统在不同负载条件下的性能和响应时间的方法。
在嵌入式系统中，性能测试可以用来评估系统的运行速度、内存使用情况和功耗等。
性能测试可以通过模拟实际的使用情况或使用工具和设备进行。
6.可靠性测试：可靠性测试是评估系统在长时间运行中的稳定性和可靠性的方法。
在嵌入式系统中，可靠性测试可以通过模拟不同的环境和使用条件，以确保系统在各种情况下都能正常工作。
7.安全测试：安全测试是评估系统的安全性和防护措施的方法。
嵌入式系统通常需要保护用户的隐私和数据安全。
安全测试可以通过模拟攻击、检查系统的漏洞和弱点等方式进行。
总的来说，嵌入式软件测试方法是多样的，旨在保证嵌入式系统的软件质量和可靠性。
嵌入式软件自动化测试技术分析
嵌入式软件自动化测试技术分析
嵌入式软件自动化测试是一种通过使用脚本和工具来自动化执行测试用例和生成测试报告的技术。
在嵌入式软件开发中，自动化测试可以提高测试效率，减少人力资源和时间成本，并增强测试的覆盖范围和准确性。
下面将对嵌入式软件自动化测试的技术进行分析。
嵌入式软件自动化测试需要选择合适的测试框架和工具。
常用的测试框架包括Robot Framework、Cucumber和JUnit等。
这些框架提供了一系列的工具和库，可以帮助开发人员编写测试脚本、执行测试用例和生成测试报告。
具体选择框架和工具时，需要根据项目的具体需求和要求进行评估和选择。
嵌入式软件自动化测试需要编写测试脚本。
测试脚本是自动化测试的核心部分，用于描述和定义测试用例的执行步骤和预期结果。
测试脚本可以使用各种编程语言编写，如Python、Java和C++等。
编写测试脚本时，需要考虑到被测软件的特性和功能，并通过调用相关的库和接口来实现对被测软件的控制和验证。
嵌入式软件自动化测试还需要选择合适的测试环境和硬件平台。
测试环境是指用于执行测试用例的软硬件配置，包括测试计算机、操作系统、编译器和调试工具等。
测试环境的选择需要根据被测软件的要求和性能需求进行评估和配置。
硬件平台是指用于测试的嵌入式设备或开发板，需要根据被测软件的运行环境和接口进行选择和配置。
《嵌入式软件测试》课件
嵌入式软件测试的重要性
确保功能正确性
通过测试验证嵌入式软件是否满足设计要求 和用户需求。
提高软件质量
及时发现并修复缺陷，降低软件故障风险。
保障安全性和可靠性
防止因软件故障导致的硬件损坏或安全事故 。
嵌入式软件测试的挑战与解决方案
轻量级测试工具
适用于资源受限环境，如静态 代码分析工具。
灰盒测试
介于白盒和黑盒之间，关注输 入/输出和内部结构。
测试工具
回归测试可以使用各种自动化测试工 具和框架，如TestNG、JUnit等。
03
嵌入式软件测试工具
静态代码分析工具
总结词
通过分析源代码或编译后的目标代码，找出潜在的编码错误、风格问题和安全 漏洞。
详细描述
静态代码分析工具在代码编写阶段就能发现潜在问题，有助于提高代码质量和 减少运行时错误。常见的静态代码分析工具包括Cppcheck、SonarQube等。
测试方法
白盒测试、黑盒测试、灰盒测试等。
测试工具
针对不同开发环境和编程语言，有各种单 元测试框架和工具，如JUnit、TestNG、 CxxTest等。
集成测试
总结词
对嵌入式软件中多个模块或功 能进行集成后的测试
详细描述
集成测试是在单元测试的基础 上，将多个模块或功能进行集 成，检查它们之间的协调性和 整体性能。
测试方法
集成测试可以采用自底向上或 自顶向下的方式进行，确保模 块之间的接口正确、数据传输 无误。
测试工具
集成测试可以使用各种自动化 测试工具和框架，如TestLink、
Jira等。
系统测试
总结词
对整个嵌入式软件系统进行全面的测试
详细描述
嵌入式测试基础培训
嵌入式测试基础一、静态测试1.定义：静态方法是指不运行被测程序本身，仅通过分析或检查源程序的语法、结构、过程、接口等来检查程序的正确性。
对需求规格说明书、软件设计说明书、源程序做结构分析、流程图分析、符号执行来找错。
因为静态测试方法并不真正运行被测程序，只进行特性分析。
所以，静态方法常常称为“分析”，静态测试是对被测程序进行特性分析方法的总称。
2.适用对象：计算机软件单元、计算机软件部件、计算机软件配置项的源代码。
3.静态分析的主要内容：静态分析主要包括代码检查、静态结构分析、软件质量度量、错误分析等。
（1）静态结构分析：静态结构分析是以图形的方式来表达程序的内部结构，例如函数调用关系图、函数内部控制流图。
a.函数调用关系图：以直观的图形方式描述一个应用程序中各个函数的调用和被调用关系；b.函数内部控制流图：显示一个函数的逻辑结构，由许多节点组成，一个节点代表一条语句或数条语句，连接结点的叫边，边表示节点间的控制流向。
（2）软件质量度量：《GB/T 16260-2006 软件工程产品质量》是目前国内软件质量的国家强制质量标准，它依据ISO/IEC 9126，以McCall质量模型为基础，从外部质量、内部质量和使用质量3个层面全面刻画了软件质量。
在GB/T 16260-2006的外部质量和内部质量模型中，提出了功能性、可靠性、效率、可移植性、易用性和可维护性6个质量特性及27个子特性；在使用质量模型中，提出了有效性、安全性、生产率和满意度4个质量特性。
针对软件的可维护性，目前业界主要存在三种度量参数：Line复杂度、Halstead复杂度和McCabe复杂度。
a.Line复杂度以代码的行数作为计算的基准。
b.Halstead复杂度以程序中使用到的运算符与运算元数量作为计数目标，然后可以据以计算出程序容量、工作量等。
c.McCabe复杂度一般称为圈复杂度，它将软件的流程图转化为有向图，然后以图论来衡量软件的质量。
嵌入式软件测试技术
Software Development Life Cycle (t)
• 在目标板上开发 • 以太网连接 • 费用低
• 在目标板上开发和测试 • 实时性能测试 • 产品质量保证
Slide 11
整理ppt
Copyright McCabe & Associates 1998
嵌入式在线测试的特点：实时，在线，精确
高集成硬件工具 纯软件测试工具 硬件辅助软件测试工具 软件测试+逻辑触发+跟踪分析
软件打点方式（主机+目标机）
比较便宜
对目标系统影响小（1-15%） 不影响目标系统（0%）
可在CACHE打开下工作
不占用目标系统资源
软件打点技术
对目标系统影响大（超过资源如CPU 时间 强大的覆盖率分析
标记就是对物理地址的写信号， 可以被硬件的被动探头检测到。
Slide 17
整理ppt
Copyright McCabe & Associates 1998
附录1：源代码
void {
}Slide 18
draw_fork ( int n , tL_or_R forkSide )
int offset = 0;
Slide 5
整理ppt
Copyright McCabe & Associates 1998
我们早已认识到软件测试重要性 但对于嵌入式软件测试新的困难又出现了!
❖ 软件的测试不如硬件板卡测试普 遍
❖ 测试工作缺乏可度量的管理手段 ❖ 软件的功能性测试不够完善，需
要新的方法的补充。 ❖ 嵌入式系统代码量日益增多，测
交付或乱成一团。 ❖ 更多的电路板，更多的软件，更加复杂！
嵌入式软件的测试方法与技术
嵌入式软件的测试方法与技术摘要嵌入式软件的测试是保证嵌入式系统安全性和可靠性的重要工作。
本文介绍了嵌入式软件测试的概念、测试策略、测试方法和测试技术，旨在为嵌入式软件测试工作提供参考。
关键词：嵌入式软件；测试；测试策略；测试方法；测试技术引言随着嵌入式系统的应用越来越广泛，其软件对嵌入式系统的安全性和可靠性的要求也越来越高。
嵌入式软件测试是保证嵌入式系统安全性和可靠性的重要工作。
本文将对嵌入式软件测试的概念、测试策略、测试方法和测试技术进行研究。
嵌入式软件测试的概念嵌入式软件测试是指对嵌入式系统中的软件进行测试，包括测试软件的完整性、正确性等方面的测试。
嵌入式软件测试的目的是为了发现软件中的缺陷并改进软件，以提高软件的安全性、可靠性、稳定性和性能等方面的指标。
嵌入式软件测试的策略嵌入式软件测试的策略是指制定用于测试嵌入式软件的方法和计划的过程。
测试策略应结合开发实践、对系统的需求和要求的理解、系统内在的限制、测试工具和根据项目的关键性和复杂度来制定。
嵌入式软件测试策略的主要内容包括以下方面：1.需求分析：分析嵌入式系统的需求和用户的需求，并将需求转换为测试用例。
2.测试设计：设计测试用例，并制定测试计划，包括定义测试环境、测试时间、测试人员、测试工具等。
3.测试执行：执行测试计划，记录测试结果，分析测试结果并发现和跟踪问题。
4.测试管理：对测试过程进行管理，包括测试跟踪、版本控制、测试报告等。
嵌入式软件测试方法嵌入式软件测试方法是指通过不同的测试手段，对嵌入式软件进行测试的方法。
常见的嵌入式软件测试方法包括：1.黑盒测试：黑盒测试是指根据需求规格书的功能描述，设计测试用例进行测试。
黑盒测试的优点是易于实施，可覆盖大部分的应用场景，但无法检查内部实现的错误。
2.白盒测试：白盒测试是指对软件的内部结构进行测试，包括代码分析、代码覆盖率分析、结构测试等。
白盒测试的优点是可以深入了解软件内部结构，发现潜在的错误和缺陷。
嵌入式软件单元测试基础概述
化 中 的应 用 … ． 世 界 标 准 化 与 质 量 管
理 ． １ ９ ９ ８（ １ １ ） ．
头安装施工过程 的各个环节 ，电缆接头施工各
环 节安装人员要不 断反 馈关键尺寸 ，待工作 负
过程质量 管理理念引入 电缆接头安装 施工中 ，
（ 含 现场照片 ）、接 头施工人员信 息，如 图 ４
所示 。
在整个质量 管理体系 中电缆接头 安装工作负责
电缆接 头工 作负 责人 根据 记录 单 内容 确
人是起关健 作用的人物 ，工作负责人要对施 工 认工作准备情 况信息 ，向施 工人员告知工艺流
目的包 括以下三个方面 ：
（ １ ）验证 软件单元是 否能够 正确实现软
件详细设计 中的功能 、性能 、接 口、边界 和其
他设 计约束等要求 ；
（ ２ ）通过 单元测 试 ，发现软 件的错 误，
考核覆盖率的达标情况 。
（ ３ ）为软件产 品质量的评价提供依据 。
２测试 的组织 管理
功 能。该 系统在北京京供塔园 电力工程有 限公 司示范 应用 ，应 用本 系统后 ， 电缆接 头安装
与软件 ． ２ ０ ０ ７（ ３ ） ．
【 ５ ］ 张 建龙 ， 赵 嵩正 ， 徐恒 ． 基 于． Ｎ Ｅ Ｔ的 大
型工程 项 目管理 系统 设计 与 实现 ［ Ｊ 】 ． 航
空计算技 术 ， ２ ０ ０ ８ （ ３ ） ．
软件开发 ・ Ｓ ｏ ｆ ｔ ｗ ａ ｒ ｅ Ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ
软 件单 元是计 算机 软件 配置 项设 计 中的
嵌入式软件测试的关键技术
嵌入式软件测试的关键技术嵌入式系统已经成为现代生活不可或缺的一部分，在汽车、智能家居、医疗设备、航空航天等领域得到广泛应用。
嵌入式软件是这些系统的核心组成部分，而软件测试在确保系统质量和可靠性方面起着至关重要的作用。
本文将介绍嵌入式软件测试的关键技术，包括测试策略、测试方法、测试环境以及测试工具等。
嵌入式软件测试涉及到不同的测试策略。
测试策略是根据嵌入式系统的需求和约束条件确定的测试方法和技术的总体计划和指导方针。
其中，黑盒测试和白盒测试是常用的策略。
黑盒测试关注系统对输入的响应和输出的正确性，独立于系统内部的实现细节。
而白盒测试则关注测试覆盖率和系统内部的具体实现。
还有基于模型的测试策略，通过建立系统模型来进行测试。
不同策略的选择取决于具体的测试目标和需求。
针对嵌入式软件测试的关键技术，有多种测试方法可供选择。
静态测试和动态测试是比较常见的方法之一。
静态测试主要通过检查源代码和设计文档等静态资源，以发现潜在的错误和问题。
静态测试可以在早期阶段对软件进行评估，并在后续阶段提供更好的测试质量。
而动态测试则是在运行时对软件进行测试，包括单元测试、集成测试和系统测试等。
这些测试方法可以覆盖软件的不同层次和功能，并在实际环境中验证软件的正确性和可靠性。
测试环境也是嵌入式软件测试中不可忽视的一部分。
一个合适的测试环境能够模拟真实场景，提供必要的硬件和软件资源，以保证测试的准确性和有效性。
嵌入式软件系统通常与硬件紧密相关，所以测试环境中需要包括目标硬件平台以及相应的仿真和调试工具。
同时，测试环境还应提供可靠的测试数据和测试用例，以确保全面和有效地测试软件的各个方面。
除了上述关键技术，合适的测试工具也是嵌入式软件测试的重要组成部分。
测试工具可以帮助测试人员自动执行测试，减少人工测试的工作量，并提高测试的效率和可重复性。
常用的测试工具包括测试管理工具、自动化测试工具、性能测试工具和覆盖率工具等。
这些工具可以提供丰富的测试功能，并支持测试报告和结果分析，以促进软件测试的全面和有效实施。
课件03-嵌入式软件测试
测试用例—测试用例集
测试用例—质量
具有合理的捕获缺陷的概率 执行了重要的区域 做了应引起注意的事情
不做多余的事情
既不太简单也不太复杂
不与其它测试用例冗余
使得缺陷显而易见 考虑缺陷的隔离和识别
测试用例—属性
1 用例编号 2 用例名称 3 被测对象名称 4 测试目标 5 用例类别 10 输入 11 预期结果 12 用例状态 13 用例设计方法 14 用例设计人
敏感度分析—实施举例
将输入范围平均划分为一系列大小相等 的子范围，如100等份 为每个子范围创建一个测试用例 பைடு நூலகம்执行测试用例，观察实际输出和参考函 数值之间的差异，如差值的大小、波动 的速率等 如果在某个子范围内差异急剧变化，则 细分该子范围，继续测试，直到找出缺 陷，或结束测试
边界值分析
因果图法—实例
1 E 2
∨
∽
21
20
11
∧
3
∽
22
因果图法—实例
1 2 3 11 21 20 22 1 1 1 1 2 1 1 0 3 1 0 1 1 0 1 0 4 1 0 0 1 0 0 1 5 0 1 1 1 0 1 0 6 0 1 0 1 0 0 1 7 0 0 1 0 1 0 0 8 0 0 0 0 1 0 1
基本思想 只考虑有效等价类 假设
单一因素产生缺陷
等价类划分—图示
x2 g f e a b c
d
x1
等价类划分—设计准则2
基本思想 只考虑有效等价类 假设
多因素交互可能产生缺陷
等价类划分—图示
x2 g f e
a
b
c
d
阐述嵌入式软件测试的十大方法
阐述嵌入式软件测试的十大方法嵌入式软件测试是指对嵌入式系统中运行的软件进行测试，确保其功能和性能符合规格要求。
它具有以下特点：系统复杂性高、资源有限、实时性要求强、环境限制多等。
为了提高嵌入式软件的质量和可靠性，测试人员需要采用一些专门的测试方法。
下面将阐述嵌入式软件测试的十大方法。
1.黑盒测试：黑盒测试是一种将系统视为一个整体的测试方法，只关注输入和输出之间的关系，不考虑具体的实现细节。
通过给系统输入合理和非法的输入数据，验证系统能否按照预期的方式返回正确的输出结果。
2.白盒测试：白盒测试是一种以系统内部实现为依据的测试方法。
它通过分析代码的逻辑结构和执行路径来设计测试用例，覆盖所有可能的分支和条件，以发现潜在的错误或漏洞。
3.单元测试：单元测试是对软件模块最小单位的测试方法，用于确认模块是否按照要求进行了正确的设计和实现。
在嵌入式软件测试中，单元测试可以通过模拟外部环境，对模块的输入输出进行验证。
4.集成测试：集成测试是将单独测试的模块组合起来进行测试，验证它们在集成后是否能够正确地协同工作。
在嵌入式软件测试中，常采用自底向上的方法进行集成测试，先将低层模块集成测试通过后再进行高层模块的集成测试。
5.功能测试：功能测试是一种对系统功能进行验证的测试方法，通过输入不同的操作指令，测试系统是否按照预期的功能和行为进行响应。
在嵌入式软件测试中，功能测试通常包括输入验证、操作验证和输出验证等多个方面。
6.性能测试：性能测试是一种测试软件在特定条件下是否能够满足性能要求的方法。
在嵌入式软件测试中，可以通过模拟出真实环境下的各种条件和负载，来测试系统的响应时间、处理能力和资源利用率等指标。
7.安全性测试：安全性测试是一种针对系统的安全性进行验证的测试方法。
在嵌入式软件测试中，安全性测试可以通过模拟各种攻击和漏洞来测试系统的抵御能力，如缓冲区溢出、命令注入、拒绝服务等。
8.可靠性测试：可靠性测试是一种验证系统在长时间运行和各种异常条件下是否能够保持稳定和可靠的方法。
嵌入式软件测试的基本方法
嵌入式软件测试的基本方法一、引言随着数字化时代的到来，大量系统架构复杂、功能日益强大的嵌入式系统正不断进入市场，应用也日趋复杂，这对嵌人式软件的开发技术和测试技术提出了更高的要求。
嵌人式系统的复杂性和集成度越来越高，其中的软件部分也开始在整个嵌入式系统中占有越来越多的比例，并经常实现硬件的功能。
嵌入式系统的专用程度较高，所以对其可靠性的要求也比较高，为了保证系统的稳定性，避免由于其可能出现的失效而导致灾难性的后果，要求对嵌人式系统，包括嵌入式软件进行严格的测试、确认和验证。
基于嵌入式软件自身的特点，如实时性（Real-timing），内存不丰富，I/O通道少，开发工具昂贵，并且与硬件紧密相关，CPU种类繁多，其缺陷不像PC软件的缺陷容易修补等等。
传统的软件测试理论不能直接用于嵌入式软件测试，因此，研究嵌入式软件的测试方法和策略，对于提高和改善嵌入式软件的质量有重要意义。
二、嵌入式软件测试的基本方法嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可剪裁，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积及功耗严格要求的专用计算机系统。
嵌入式系统的软硬件功能界限模糊，测试比PC系统软件测试要困难得多，嵌入式软件系统测试具有如下特点：（1）测试软件功能依赖不需编码的硬件功能，快速定位软硬件错误困难；（2）强壮性测试、可知性测试很难编码实现；（3）交叉测试平台的测试用例、测试结果上载困难；（4）基于消息系统测试的复杂性，包括线程、任务、子系统之间的交互，并发、容错和对时间的要求；（5）性能测试、确定性能瓶颈困难；（6）实施测试自动化技术困难。
大量统计资料表明，软件测试的工作量往往占软件开发总工作量的40%以上，在极端情况，测试那种关系人的生命安全的重要的行业中的嵌入式软件所花费的成本，可能相当于软件工程其他开发步骤总成本的三倍到五倍。
在嵌入式软件测试中，既要考虑软件本身，还要考虑软件同硬件平台和操作系统的集成，同时还有条件苛刻的时间约束和实时要求，以及其他合性能相关的要求。
《嵌入式软件测试》课件
测试重点包括对可靠性、安全性、响应速度等多个方面进行测试。
最佳实践
建立清晰的测试计划
在测试开始之前，需要制定测 试计划，明确测试目标、测试 范围和测试方法。
使用多种测试方法
通过使用多种测试方法，包括 自动化测试、手动测试和测试 工具，可以全面评估软件的质 量。
挑战
复杂性
嵌入式软件具有高度复杂性，需要在其生命周期 的多个阶段进行测试。
测试需求
嵌入式软件测试涉及到底层硬件和操作系统，测 试人员需要具备专业的技能和知识。
可靠性
嵌入式系统对稳定性有高要求，任何故障都会导 致损失。
测试环境
嵌入式系统需要在真实的硬件和软件环境中测试， 测试环境的构建成本很高。
方法和技术
嵌入式软件测试
嵌入式软件测试是指在嵌入式软件开发周期中对软件进行的各种测试，旨在 确保软件质量与可靠性。
定义
嵌入式软件是指内置在嵌入式系统中的应用软件，通常与硬件设备紧密耦合。 嵌入式软件测试是指评估嵌入式系统软件的正确性、完整性、安全性和可靠性的一系列活动。
重要性
嵌入式软件通常用于控制机器的行为，如决定加速或减速，控制温度等。 嵌入式系统一旦部署，通常难以更改或修复，因此嵌入式软件测试至关重要。
自动化测试
自动化测试可以提高测试速度和 准确性，降低测试成本。
代码评审
通过代码审查，可以找出潜在的 问题和缺陷，并及时修补。
测试驱动开发
测试驱动开发强调测试的优先级， 先编写测试，再进行代码开发。
实例分析：嵌入式软件测试案例研究
1 电子血压仪
测试目的包括对准确性、稳定性、易用性和耐用性进行测试。
嵌入式软件的测试与验证
嵌入式软件的测试与验证随着嵌入式技术的不断发展，嵌入式软件不仅已经广泛应用于各种电子设备中，而且已经成为现代工业和信息技术领域的重要组成部分。
而对于嵌入式软件来说，测试与验证是确保软件质量的必要手段。
一、测试与验证的定义测试和验证是用来确定系统或组件是否符合规定或期望要求的过程。
测试是通过运行程序来检测程序的错误和缺陷的过程，验证是确认软件的功能是否与需求相匹配的过程。
二、嵌入式软件的测试与验证方法嵌入式软件的测试与验证常用的方法有黑盒测试、白盒测试、灰盒测试等。
其中，黑盒测试又分为功能测试、性能测试、压力测试等。
1.黑盒测试黑盒测试是指在不了解软件内部结构的情况下，对软件进行测试，并通过输入和输出验证软件是否按照预期运行。
黑盒测试通常从软件需求和规范的角度出发，对软件的功能进行测试。
它适用于软件开发过程的早期和中期，可以发现软件系统的大部分错误。
2.白盒测试白盒测试是指在了解软件内部结构的情况下，对软件进行测试。
通过检查软件内部变量、函数、代码覆盖率等来测试软件的正确性、性能和可靠性，以及检查是否有代码中的错误。
白盒测试适用于软件开发过程的后期。
3.灰盒测试灰盒测试结合了黑盒测试和白盒测试的优点，既了解软件的外部变量、输入和输出，又了解软件内部结构。
灰盒测试通常用于设计测试用例或找出代码覆盖问题。
三、嵌入式软件测试的注意事项1.关注嵌入式软件的特性嵌入式软件与普通软件不同，它通常具有实时性、可靠性、安全性等特性。
因此，测试时要重点关注这些特性，确保软件的功能和性能符合需求。
2.考虑嵌入式系统的环境嵌入式系统通常运行在特殊的硬件和软件环境中，测试时必须考虑这些环境对软件功能的影响。
例如，温度、湿度、电磁干扰等因素都可能影响软件性能，测试时必须保证测试环境与实际运行环境的一致性。
3.应用合适的测试工具嵌入式软件的测试需要使用专门的测试工具，如调试器、仿真器、测试框架和自动化测试工具等。
测试工具的选择应该根据软件类型和测试目的进行。
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关于软件测试
软件测试的基本策略 先静后动——先静态分析，再动态测试
多数缺陷源于编程语言使用不当
静态分析能有效地发现之
静态分析能大大减轻后续测试的工作量，明显提升动态 测试的效果 静态分析能及早地发现问题，改正问题 静态分析实施容易，操作简单
由小到大——先单元测试，再集成测试
单元测试完成了，集成测试才有意义
关于软件测试
软件测试的基本策略 加强软件测试的管理
测试过程管理
计划、进度 测试文档管理 需求的可追溯 节点监控 资源配置
缺陷追踪与管理
测试过程中，会有各式各样的错误或缺陷（bug/defect）出现。 需要建立有效的机制：报告、存储、分配、修复、追踪… 避免混乱、丢失、重复
变更管理——软件配置管理
11
通过软件测试，我们要解决什么问题？
软件功能——对不对？ 代码质量——高不高？ 测试过程——得唔得？
4
嵌入式软件测试基础：
关于软件测试
软件测试的三个基本问题
软件功能——对不对？
需求准确 功能正确、完整 性能可靠
代码质量——高不高？
规范（可维护、易理解） 少缺陷 健壮（容错、结构化）
测试过程——得唔得？
嵌入式软件测试基础：
嵌入式软件测试的基本方法
基于需求的测试
没有需求，就没有真正的测试
好的测试需要好的需求 好的需求支撑好的测试 准确的需求是功能测试的基础
需求测试能够帮助您面对功能测试中的挑战：
如何确保功能覆盖，即功能的完整性？ 在保证功能覆盖的前提下，如何减少测试的数量？
o 穷尽是不现实的 o 随意是不负责任的
嵌入式软件测试基础：
嵌入式软件测试的特点
嵌入式系统与嵌入式软件
什么是嵌入式系统
以应用为中心、以计算机技术为基础、适应特殊环境要求的 专用计算机系统 嵌入式系统通常都是实时系统，即有一定时间约束的计算机 系统
嵌入式系统的组成
嵌入式微处理器、外围硬件 嵌入式操作系统、应用软件
嵌入式系统的典型特征：
硬件 软件 专用
目标编译器的影响 内存资源
18
嵌入式软件测试基础：
嵌入式软件测试的基本方法 为什么不把所有测试都放在目标上进行
在Target上测试软件，可能会造成与开发者争夺目标 平台或使用时间。要避免这种矛盾只有提供更多的目 标平台。 目标平台可能还不可行，或者主机与目标的连接不方 便。 比起主机平台环境，目标平台通常是不精密的和不方 便的。 成本问题。提供给开发者的目标平台和开发环境通常 是很昂贵的。 开发和测试工作可能会妨碍目标上已经存在持续的应 用。
嵌入式软件测试的基本方法
交叉测试的特点
将大部分工作转移到PC平台上，在硬件环境未建好或调 试工具缺乏时就可以开展 适用于高级语言，如C，C++ 主要用于动态测试，如单元测试（功能测试）
测试用例设计是关键
操作方便，测试成本较低。 实时性受调试环境的制约 目标环境中测试时要占用一定的目标资源 注意目标环境和主机环境的差异
o 需要专门的环境及工具 o 目标软件与开发环境运行在不同的平台
资源受限
13
嵌入式软件测试基础：
嵌入式软件测试的特点
嵌入式软件测试的难点
实时性——要求测试工具准确测试软件性能 资源有限——要求对被测软件不能附加太多代码冗余 软硬结合——软件与硬件紧密相关，硬件可能成为测试的瓶 颈 交叉开发——嵌入式软件与测试工具运行在不同的平台，载 入目标系统执行需要特定的硬件测试工具配套 多样性——没有统一的硬件平台，需要“专款专用” 实验测试环境与真实运行环境存在差异 测试工具与目标系统的连接方式影响测试的可靠性 汇编语言难以测试 成本较高
最真实，成本较高，使用资源受目标板或仿真器限制 实时性、硬件特性好
27
嵌入式软件测试基础：
嵌入式软件测试的基本方法
基于需求的测试
什么是需求（Requirement）？
需求就是用以说明软件“是什么”的文档，即产品的“规格说明书 （specification）” 需求是软件生命周期的起点和源头 需求定义决定了软件的功能
嵌入式软件测试技术
（基础篇）
皮永辉
2012年8月
1
内容提要
嵌入式软件测试基础
所需预备知识 关于软件测试 嵌入式软件测试的特点
嵌入式系统与嵌入式软件 嵌入式软件测试的特点
嵌入式软件测试的基本方法
交叉测试 可用于交叉测试的调试方式 基于需求的测试 源代码分析
2
嵌入式软件测试基础：
预备知识
本课程所需基础知识
如何确认测试的正确性，即是由于“正确的原因”得到了 “正确的结果”？
o 避免“歪打正着”
29
利用交叉开发环境的测试方法
测试工具需要支持目标环境
利用高级语言的特性，使用“常规的”软件测试方法 测试是在“主机”和“目标系统”中分别进行的：
与硬件无关的大部分测试在“Host”上完成 与硬件密切相关的小部分在“Target”上完成 再根据需要，将“Host”上的测试在“Target”上验证
17
嵌入式软件测试基础：
有效 有利 有序
5
嵌入式软件测试基础：
关于软件测试
软件测试的基本策略
“两条腿走路”
技术是基础
静态测试 动态测试
代码质量 ? 软件功能 ?
管理是保障
计划 策略 资源配置 过程管理 缺陷追踪
测试过程 ?
6
嵌入式软件测试基础：
关于软件测试
软件测试的基本策略
现代软件工程的测试策略
测试贯穿于开发的全过程 不形成专门的“测试阶段”
什么是嵌入式软件
嵌入式系统或产品中的软件 “非嵌入式”软件：通用计算机软件
12
嵌入式软件测试基础：
嵌入式软件测试的特点
嵌入式系统与嵌入式软件
嵌入式软件的特点
大部分软件用高级语言（C、C++等）编写 依赖于特定硬件环境，无统一的平台 与硬件密切相关，交互工作 实时性
o 实时约束 o 实时控制
交叉式开发
大多数开发环境都提供 Simulator功能,如ARM 开发环境ADS1.2中的 AXD(ARMulator)
22
嵌入式软件测试基础：
嵌入式软件测试的基本方法
调试器（Debugger）
即在线调试器，有两种形式
Monitor调试 JTAG调试
Monitor调试器
主机和目标平台通过某种接口（如串口、网口、USB等）连 接，主机上运行调试器，代码“下载”到目标板上运行。 调试之前要在Host和Target之间建立起通信联系，目标板 上需要先期烧录“监控程序（Monitor或bootloader）” 纯软件，价格较低，简单，有一定的硬件调试能力 制作Monitor可能成为瓶颈（需要经验，且要求目标板工作 正常），调试功能、实时性有限。 例如，Linux和WinCE Debugger 开发环境就提供这种调 Host Debugger 试方式
统计表明，软件测试中超过半数的错误可以追溯到“不良”的需 求或缺少需求上
测试所付出的成本中，超过80%消耗在追踪需求的错误上
Requirements 56% Design 27%
Requirements 82% Design 13%
Code 7%
O ther 10%
Code 1%
Other 4%
28
21
嵌入式软件测试基础：
嵌入式软件测试的基本方法
模拟器（Simulator）
大多数集成开发环境（IDE）都具有调试功能，“模拟器”就 是其中的一种。模拟器和待调试的嵌入式软件都在主机上运 行，由主机提供一个模拟的目标运行环境，可以进行“指令 集”调试，包括算法和流程等。
纯软件，简单方便， 无需目标板，成本低 功能有限，无法体现 硬件特性
主机端：串口、USB、网口等 目标板：调试接口（JTAG、BDM等）
调试软件运行在主机上，待调试代码则由JTAG仿真器控 制，通过调试接口下载到目标板上运行。
Host Host 接 口 BDM/JTAG BDM/JTAG 仿真器 仿真器
JTAG 接口
Target Target
24
嵌入式软件测试基础：
19
嵌入式软件测试基础：
嵌入式软件测试的基本方法
如何开展交叉测试
选用带有支持目标环境的软件测试工具 确定哪些模块与硬件无关，哪些与硬件相关 配置相应的调试环境和目标环境 设计测试用例 分别进行Host和Target测试
被测代码
测试用例
目标支持
编译/ 链接
开发环境
执行 Host 测试结果 测试结果 Target
嵌入式软件测试的基本方法
JTAG调试器的特点
软硬件结合，试用方便，无须制作Monitor，软硬件均可 调试。是当今最常用的嵌入式调试方式。 需要目标板，且目标板工作基本正常。适用于有调试接口 的微处理器 许多流行的嵌入式微处理器都支持这种方式。常见的JTAG 调试器有：
ARM系列：Trace-ICP、Probe-ICE、MAJIC、Hitex等 MIPS系列：MAJIC PowerPC系列：iSystem
20
嵌入式软件测试基础：
嵌入式软件测试的基本方法
交叉测试的条件
测试工具要支持目标系统 Target测试需要合适的开发环境配合
编译环境（编译器/链接器） 调试环境（仿真器、调试器）
可用于交叉测试的调试环境 嵌入式软件的调试的基本方法：
模拟器（Simulator） 调试器（Debugger） 仿真器（Emulator）
9
嵌入式软件测试基础择
工欲善其事，必先利其器 通常工具是必需的，但不是万能的。不要期望“一招 鲜，吃遍天” 根据自己的需要和工具的特长进行选择