嵌入式培訓前景如何_嵌入式系統(tǒng)的系統(tǒng)測試和可靠性評估

小嵌

嵌入式培訓前景如何_嵌入式系統(tǒng)的系統(tǒng)測試和可靠性評估,   

摘要：引入多種嵌入式系統(tǒng)系統(tǒng)測試方法;根據ISO 9000國際質量標準，提出一種切實可行的可靠性評估方案，并使它們應用于嵌入式產品測試中，測試效果良好。最后，通過兩個測試實例說明嵌入式系統(tǒng)的系統(tǒng)測試過程和分析。 關鍵詞：嵌入式系統(tǒng) 系統(tǒng)測試 測試方法 可靠性評估 引言 隨著嵌入式系統(tǒng)硬件體系結構的變化，嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢向嵌入式系統(tǒng)高端，即嵌入式軟件系統(tǒng)轉移，具體體現在嵌入式操作系統(tǒng)趨于多樣和應用軟件日漸復雜。由于嵌入式系統(tǒng)軟硬件功能界限模糊，研究如何進行系統(tǒng)測試和進行質量評估來保證嵌入式系統(tǒng)的產品質量具有重要意義。 首先，這里明確嵌入式系統(tǒng)的系統(tǒng)測試定義，是將開發(fā)的軟件系統(tǒng)（包括嵌入式操作系統(tǒng)和嵌入式應用軟件）、硬件系統(tǒng)和其它相關因素（如人員的操作、數據的獲取等）綜合起來，對整個產品進行的全面測試。嵌入式系統(tǒng)的系統(tǒng)測試比PC系統(tǒng)軟件測試要困難得多，主要體現如下： ①測試軟件功能依賴不需編碼的硬件功能，快速定位軟硬件錯誤困難; ②強壯性測試、可知性測試很難編碼實現; ③交叉測試平臺的測試用例、測試結果上載困難; ④基于消息系統(tǒng)測試的復雜性，包括線程、任務、子系統(tǒng)之間的交互，并發(fā)、容錯和對時間的要求; ⑤性能測試、確定性能瓶頸困難; ⑥實施測試自動化技術困難。 1 測試方法 根據Goodenough和Gerhart提出的軟件測試充分性準則可知，軟件測試具有非復合性的特點，也就是說，即使以軟件所有成分都進行了充分的測試，也并不意味著整個軟件的測試已經充分。所以，即使通過了需求測試、設計測試、編碼測試，并不意味著已經完全了充分的測試，還要進行軟硬件全面測試，即系統(tǒng)測試。正確的系統(tǒng)測試方法能設計出良好的測試事例，而良好的測試事例是測試成功的關鍵。測試事例質量特性主要有以下幾點。 *檢驗性：檢測軟件缺陷的有效性，是否能發(fā)現缺陷或至少可能發(fā)現缺陷。 *可仿效性：可以支持測試多項內容，減少測試事例的數量。 *開銷：測試事例的執(zhí)行、分析和調試是否經濟。 *修改性：每次軟件修改后對測試事例的維護成本。 測試方法不僅要保證測試事例具有發(fā)現缺陷的高可移植性，而且還要保證測試事例設計的經濟有效。因此，在實際測試工作中，將嵌入式系統(tǒng)的測試方法分類如下：根據測試是否動態(tài)運行被測程序分為靜態(tài)測試方法和動態(tài)測試方法;根據測試階段分為需求測試方法、設計測試方法、編碼測試（單元測試、集成測試）方法及系統(tǒng)測試方法;根據測試目的分為功能測試、性能測試、可靠性測試（容錯性、可恢復性、成熟度測試*及信息安全保護等測試。參看表1嵌入式軟件測試方法對照。其中“√”代表相關性。所有這些方法的具體定義這里不一一介紹。由于不同的嵌入式系統(tǒng)面向的應用不同，測試方法的側重也很不相同。本文后面將對一個具體的便攜式信息處理嵌入式系統(tǒng)（PDA、便攜式翰林電子書）的系統(tǒng)測試方法詳細說明。 表1 嵌入式軟件測試方法及階段對照表 測試方法分類 需求測試設計測試編碼測試系統(tǒng)測試 靜態(tài)測試方式;基本思想 Yourdon的結構化走通結構化審閱 √ √ 　 √ Fagan檢查測試檢查并評估 √ √ 　 √ 動態(tài)測試方法;基本思想 控制流測試語句測試　 √ √ 　 路徑測試　　 √ 　 條件測試　　 √ 　 數據流測試數據定義引用　　 √ √ 分域測試劃分子域測試 √ √ 　 √ 功能測試劃分功能測試　　 √ √ 隨機測試不限定范圍　　　 √ 2 可靠性評估 可靠性是嵌入式系統(tǒng)最重要的質量指標。ISO9000國示質量標準（ISO/IEC 9126-1991）規(guī)定，軟件產品的可靠性含義是：在規(guī)定的一段時間和條件下，軟件能維持其性能水平的能力有關的一組屬性，可用成熟性、容錯性、易恢復性三個基本子特性來度量。根據我們在評估嵌入式系統(tǒng)中的成功經驗，嵌入式arm物理, 學嵌入式要去培訓嗎, 非嵌入式腦機, 嵌入式工作崗位職責, 嵌入式在手機的應用, 本科能學好嵌入式, 嵌入式咋樣顯示, 嵌入式單片機的特點, 嵌入式和信號與系統(tǒng), 嵌入式adc怎么用, 嵌入式保密系統(tǒng), 嵌入式工業(yè)電腦主板, 嵌入式監(jiān)督工作, 嵌入式視頻壓縮, 數據庫嵌入式簡包, 嵌入式開發(fā)系統(tǒng)移植, 嵌入式可視對講內機, 尊寶嵌入式音響, 嵌入式分纖箱, 嵌入式qt程序部署, 嵌入式gpu設計, 嵌入式鍵盤觸摸板, 一般采取以下簡單有效的評估方法（可以采用百分制或十分制）。 （1）成熟性度量 ①錯誤發(fā)現率DDP（Defect Detection Percentage）。在測試中查找出來的錯誤越多，實際應用中出錯的機會就越小，軟件也就越成熟。 DDP=測試發(fā)現的錯誤數量/已知的全部錯誤數量 已知的全部錯誤數量是測試已發(fā)現的錯誤數量加上可能會發(fā)現的錯誤數量之和。 ②測試覆蓋率度量。測試的覆蓋率，可以用測試項目的數量和內容進行度量。除此之外，如果測試軟件的數量較大，還要考慮數據量。測試的覆蓋率，可以根據表2 所示在測試指標進行評價。通過檢查這些指標達到的程度，就可以度量出測試內容的覆蓋程度。 表2 測試覆蓋程度表 測試覆蓋項測試覆蓋率指標測試描述測試結果 界面覆蓋符合需求（所有界面圖標、信息區(qū)、狀態(tài)區(qū)）　 靜態(tài)功能覆蓋功能滿足需求　 動態(tài)功能覆蓋所有功能的轉換功能正確　 正常測試覆蓋所有硬件軟件正常時處理　 異常測試覆蓋硬件或軟件異常時處理（不允許的操作）測試結束判斷表3 可信度測試表 測試功能甲乙丙丁平均最大值-最小值 功能1 　　　　　　 功能2 　　　　　　 功能3 　　　　　　 功能4 　　　　　　 功能5 　　　　　　注意，對于最大值與最小值的差值超過5的情況，應該重新測試響應功能。 （2）容錯性評估 容錯性評估分為控制容錯性評估、數據容錯性評估、硬件故障恢復容錯性評估： 容錯性=以下各條款評分之和%26;#247;條款數 控制容錯性度量 ①對并發(fā)處理的控制能力; ②錯誤的可修正性和處理可繼續(xù)進行能力。 數據容錯性度量 ①非法輸入數據的容錯; ②對相互沖突的要求和非法組合容錯; ③輸出數據是否合理容錯。 硬件故障中恢復容錯性度量 故障后恢復能力容錯。 （3）易恢復性度量 與易恢復性緊密相關的測試是強度測試和健壯測試。強度測試又稱為力度測或極限測試，主要測試系統(tǒng)對空間強度和時間強度的容忍極限;健壯測試又稱異常測試，是很重要的可靠性測試項目。通過易恢復性測試，一方面使系統(tǒng)具有異常情況的抵抗能力，另一方面使系統(tǒng)測試質量可控制。 易恢復性=以下各條款評分之和%26;#247;條款數 ①空間強度可恢復; ②時間強度可恢復; ③數據強度可恢復; ④異常通信可恢復; ⑤數據破壞可恢復; ⑥電池極限可恢復。 （4）測試可信度評估 測試可信度是對測試質量的有效評估，是保證質量的必要步驟。目前雖然很難有量化的指標，但我們采取積分的方式顯示可信度。例如，請4個人員（甲、乙、丙、�。�對系統(tǒng)5個功能打一個從0（不信任）到10（完全信任）之間的分數，那么，可信度度量可以用表3進行計算。 3 測試實例 （1）電流測試 電流測試是嵌入式系統(tǒng)的系統(tǒng)測試中首先要進行的重要測試，也是最容易被忽視的測試。主要是測試系統(tǒng)的工作電流、待機電流。人們一般把它當成與系統(tǒng)測試無關的硬件測試。但是對于嵌入式系統(tǒng)，軟件與硬件不可能清晰地劃分，硬件的性能直接影響軟件的運行。實例1說明了電流測試對系統(tǒng)運行的影響及不可替代的作用。 測試現象描述：進行同一廠商PDA系統(tǒng)測試，有幾臺PDA在名片子系統(tǒng)、行程子程序的操作過程中隨機死機。 我們當時的錯誤分析定位是：①懷疑操作系統(tǒng)中斷處理錯誤;②懷疑內存泄漏，堆棧溢出;③懷疑應用程序錯誤。 在軟件開發(fā)人員為解決這個問題檢查軟件時，硬件開發(fā)人員提出應首先測試一下這幾臺機器的工作電流。結果發(fā)現，PDA的工作電流低于正常工作電流。加電容調整后隨機死機問題消失。 由此例還可以看出，嵌入式系統(tǒng)測試的軟硬件測試不可分性。絕對的將硬件測試和軟件測試區(qū)分開來的測試思想是不正確的。我們在系統(tǒng)測試時的電流測試設計如表 4。 表4 電流測試 測試電流項目測試結果（不同的產品對電流要求不同）備 注 預期值實測值 待機電流/mA 　　關機后電流測試 啟動電流/mA 　　開機瞬間電流測試 工作電流/mA 　　正常工作電流測試（2）兼容性測試 考慮到嵌放式系統(tǒng)軟硬件的開發(fā)成本高于通用PC系統(tǒng)，因此，提高軟件對硬件的兼容及軟件升級版本的兼容性極為重要。表5是便攜林翰林電子書升級版本兼容性測試實例。 表5 兼容性測試 兼容性測試分類 硬件兼容性操作系統(tǒng)兼容性應用軟件兼容性 PC制書軟件兼容性 BIOS兼容測試　　　　 BIOSV1.0 　　　　 BIOSV2.0 　　　　 操作系統(tǒng)兼容測試　　　　 VOLF V.1.0 　　　　 VOLF V.2.0 　　　　 應用軟件兼容測試　　　　 READER V.1.0 　　　　 READER V.2.0 　　　　 PC制書軟件兼容測試　　　　 PCREADRE V1. 　　　　 PCREADER V2. 　　　　實例2：現在的嵌入式系統(tǒng)的層次結構一般分為硬件層、BIOS層、操作系統(tǒng)層、應用系統(tǒng)層。有的還需要通用PC應用軟件支持。因此，嵌入式系統(tǒng)的兼容性測試要考慮硬件兼容性、BIOS兼容性、操作系統(tǒng)兼容性，還需考慮與相應PC應用軟件的兼容性。 結語 本文的測試方法和評估方法在具體的嵌入式系統(tǒng)測試中，獲得很好的效果。這是一項很有意義的工作，不僅要求嵌入式系統(tǒng)的測試人員具有很全面的軟硬件知識，還需結合測試理論、統(tǒng)計方法，面對不同的系統(tǒng)進行測試方法、工具、過程評價及質量評估。隨著嵌入式系統(tǒng)的多樣性和復雜性發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)的系統(tǒng)測試研究將繼續(xù)深入。