嵌入式軟件單元測試方法研究報(bào)告

嵌入式軟件單元測試方法研究

劉佳楊永文李金華摘

要：嵌入式軟件通常采用交叉開發(fā)的方式，盡早進(jìn)行軟件測試可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)軟件開發(fā)初期的不足。單元測試是嵌入式軟件開發(fā)過程中最基礎(chǔ)級別的測試活動。本文對嵌入式軟件的單元測試進(jìn)行了分析，主要包括測試工具的選擇、測試內(nèi)容的梳理和測試過程的優(yōu)化，重點(diǎn)闡述了注意事項(xiàng)及原則。通過總結(jié)分析，提出了適宜操作的嵌入式軟件單元測試方法。實(shí)踐證明，該方法大大提高了軟件測試水平和軟件產(chǎn)品代碼的質(zhì)量。Key：測試計(jì)劃;單元測試;測試過程;嵌入式軟件：TP311.5

：AAbstract：Asthecross-developmentmethodisusuallyappliedforembeddedsoftware，softwaretestingisconductedearly，soastopromptlyfindoutthedefectsandproblemsattheearlystageofsoftwaredevelopment.Unittestingisthebasictestingintheprocessofembeddedsoftwaredevelopment.Thispaperanalysesembeddedsoftwareunittesting，includingthechoiceoftestingtools，theanalysisoftestingcontentandtheoptimizationoftestingprocess，mainlydescribingthenotesandprinciples.Throughthecomprehensivesummaryandanalysis，thepaperproposesaneasy-to-operateandsuitableunittestingmethodforembeddedsoftware.Practiceindicatesthatthismethodgreatlyimprovesthelevelofsoftwaretestingandsoftwareproductquality.Keywords：testingplan;unittesting;testingprocess;embeddedsoftware1

引言（Introduction）由于嵌入式軟件運(yùn)行在嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，且實(shí)時(shí)性強(qiáng)。開發(fā)人員在編寫完一段代碼后，很難立即有效地去運(yùn)行程序，從而導(dǎo)致缺陷越積越多。軟件單元測試是軟件開發(fā)過程中的一項(xiàng)基本活動，也是軟件驗(yàn)證、確認(rèn)的重要手段。通過一系列的單元測試，可改進(jìn)軟件質(zhì)量，有效地減少軟件漏洞的數(shù)量，降低程序的風(fēng)險(xiǎn)，找到軟件中可能潛在的問題，提高代碼的規(guī)范性、穩(wěn)定性、可靠性。單元測試針對單個(gè)函數(shù)的測試，工作量大，處于施工設(shè)計(jì)的重要階段，時(shí)間緊，且發(fā)現(xiàn)的軟件問題“嚴(yán)重等級”較低，如果依靠人工進(jìn)行代碼審查、靜態(tài)分析，代碼打樁編寫執(zhí)行用例，成本較高，流程不清晰不可控，難以保證測試充分性。本文根據(jù)嵌入式軟件的特點(diǎn)，基于多年的測試工作經(jīng)驗(yàn)，參考相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，提出了一套適用的單元測試流程，包含測試工具、測試內(nèi)容、測試過程的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化等要求。嵌入式軟件測試環(huán)境分為目標(biāo)機(jī)環(huán)境和宿主機(jī)環(huán)境。但在單元測試層面上，對于嵌入式軟件來講，除非特別指定在目標(biāo)機(jī)環(huán)境下進(jìn)行，都可以在宿主機(jī)環(huán)境進(jìn)行。2

單元測試工具（Unittestingtools）單元測試的本質(zhì)是針對代碼進(jìn)行測試，工作量和難度都比較大。采用合適的工具及有效的方法，可或多或少地實(shí)現(xiàn)“自動化”，極大提高測試效率，滿足單元測試的覆蓋率和準(zhǔn)確度要求，減少工作量，降低成本。常見的單元測試工具有PQRAQAC、C++Test、Logiscope、Tessy、LDRATestbed、PolySpace、Cantata等。本文采用QAC軟件作為靜態(tài)測試工具，該工具是針對C代碼的深度流靜態(tài)分析器，通過內(nèi)置的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則，以警告消息方式突顯代碼中存在的違規(guī)現(xiàn)象，幫助開發(fā)者改善軟件開發(fā)質(zhì)量[1]。采用Tessy軟件作為動態(tài)測試工具，針對嵌入式語言，能夠快速進(jìn)行驅(qū)動模塊樁模塊配置，用例設(shè)計(jì)可視化，并且可根據(jù)測試要求的不同，選擇不同的測試環(huán)境。Tessy可以實(shí)現(xiàn)代碼實(shí)際運(yùn)行結(jié)果和測試用例中設(shè)定的預(yù)期結(jié)果的自動對比，檢查代碼功能正確性。在進(jìn)行功能測試的同時(shí)，還對代碼測試的覆蓋率進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。3

單元測試內(nèi)容（Contentofunittesting）在單元測試開展之前，需要對測試過程的各個(gè)階段進(jìn)行方法設(shè)計(jì)，以作為具體工作的指導(dǎo)依據(jù)。嵌入式軟件單元測試要求可分為靜態(tài)測試階段和動態(tài)測試階段。3.1

靜態(tài)測試階段靜態(tài)測試是借助測試工具或人工檢查的方法，對被測程序進(jìn)行特性分析，查找軟件編碼的錯(cuò)誤，并對軟件單元的靜態(tài)度量指標(biāo)進(jìn)行分析。由于靜態(tài)測試不需要編譯或運(yùn)行代碼，因而也不會受到軟件內(nèi)部其他缺陷模塊的影響。靜態(tài)測試階段可分為代碼審查和靜態(tài)分析兩部分