嵌入式軟件的自動(dòng)化測(cè)試框架、測(cè)試流程與功能研究分析

引言

進(jìn)入二十一世紀(jì)之后，硬件元器件得到了飛速發(fā)展，從而也是的嵌入式軟件的功能更加強(qiáng)大和復(fù)雜.隨之而來的也是嵌入式軟件測(cè)試工作的加重，傳統(tǒng)的軟件測(cè)試技術(shù)已經(jīng)難以滿足嵌入式軟件越來越復(fù)雜的需求.而目前，市場(chǎng)上已經(jīng)有較多的傳統(tǒng)軟件自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)，如何在這些技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，從而能夠適應(yīng)嵌入式軟件環(huán)境，從而實(shí)現(xiàn)嵌入式軟件的自動(dòng)化測(cè)試，是嵌入式軟件發(fā)展的重要方向.

1.嵌入式軟件自動(dòng)化測(cè)試平臺(tái)分析

嵌入式軟件的自動(dòng)化測(cè)試即利用腳本來自動(dòng)化驅(qū)動(dòng)嵌入式軟件的運(yùn)行，并且自動(dòng)收集相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，最終生成相應(yīng)的測(cè)試報(bào)告.雖然，嵌入式軟件的自動(dòng)化測(cè)試流程與一般PC機(jī)應(yīng)用軟件的自動(dòng)化測(cè)試流程相同.但是，由于嵌入式軟件軟件對(duì)電子設(shè)備的高度依賴性，以及電子設(shè)備收周圍環(huán)境影響較重，從而導(dǎo)致嵌入式軟件的自動(dòng)化測(cè)試平臺(tái)存在如下的問題.

（1）由于電子元器件受到周圍環(huán)境的影響，無論在宿主機(jī)上所進(jìn)行的動(dòng)態(tài)測(cè)試多充分，也無法保證嵌入式軟件在實(shí)際的硬件環(huán)境中通過.

（2）硬件系統(tǒng)非常復(fù)雜，難以對(duì)測(cè)試過程中所發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行排查.

（3）植入樁點(diǎn)會(huì)影響系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性.

（4）上位機(jī)的測(cè)試環(huán)境中，由于上位機(jī)與下位機(jī)的通信量較大，測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)較多，容易導(dǎo)致通信的堵塞.

2.嵌入式軟件自動(dòng)化測(cè)試平臺(tái)概要設(shè)計(jì)

通過對(duì)嵌入式自動(dòng)化測(cè)試框架的分析，本文提出一種由腳本驅(qū)動(dòng)器.接口映射表.數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器和支持函數(shù)庫所組成的，針對(duì)嵌入式自動(dòng)化軟件測(cè)試的組合型測(cè)試框架.

如圖1所示，高層腳本調(diào)用執(zhí)行下層腳本；底層運(yùn)行腳本通過查詢接口映射表調(diào)用待測(cè)試系統(tǒng)接口進(jìn)行驅(qū)動(dòng)和通信；測(cè)試腳本從數(shù)據(jù)文件調(diào)用數(shù)據(jù)執(zhí)行測(cè)試.

（1）腳本驅(qū)動(dòng)器

腳本驅(qū)動(dòng)器調(diào)用高層腳本，高層腳本調(diào)用下層腳本.底層腳本包括待測(cè)試系統(tǒng)具體的測(cè)試步驟.

（2）接口映射表

接口映射表借鑒了關(guān)鍵字驅(qū)動(dòng)測(cè)試框架中的組件映射表思想.測(cè)試人員根據(jù)待測(cè)試系統(tǒng)的實(shí)際需求，設(shè)計(jì)接口名稱和參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)待測(cè)試系統(tǒng)的抽象化.在運(yùn)行測(cè)試腳本是，首先通過映射表匹配接口名稱和參數(shù)，當(dāng)系統(tǒng)接口改變時(shí)，只需要改變映射表即可，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)試系統(tǒng)與待測(cè)試系統(tǒng)的松耦合.

（3）數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器

數(shù)據(jù)啟動(dòng)器是測(cè)試腳本與數(shù)據(jù)文件的連接器，通常采用文本文件.XML文件等來實(shí)現(xiàn).

在測(cè)試過程中，需要數(shù)據(jù)時(shí)，有數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器讀取數(shù)據(jù).數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器是腳本與測(cè)試數(shù)據(jù)分離，當(dāng)測(cè)試數(shù)據(jù)變更時(shí)，只需要修改數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器，而不需要對(duì)腳本進(jìn)行改動(dòng).

（4）支持函數(shù)庫

包含了數(shù)據(jù)緩存.文件操作.字符串處理等測(cè)試框架中所用到的通用處理函數(shù).

3.嵌入式軟件自動(dòng)化測(cè)試平臺(tái)詳細(xì)設(shè)計(jì)

3.1 測(cè)試框架設(shè)計(jì)

嵌入式軟件自動(dòng)化測(cè)試平臺(tái)的卡框架，采用嵌入式軟件通用的Host/Target測(cè)試策略.

如圖2所示，本文所設(shè)計(jì)的嵌入式軟件自動(dòng)化測(cè)試平臺(tái)采用測(cè)試管理工具和測(cè)試代理雙層結(jié)構(gòu).

3.2 測(cè)試流程設(shè)計(jì)

在進(jìn)行嵌入式軟件自動(dòng)化測(cè)試時(shí)，測(cè)試人員的工作包括：編寫配置文件.編寫腳本.生成數(shù)據(jù)文件.測(cè)試報(bào)告分析等工作.嵌入式軟件的自動(dòng)化測(cè)試流程如圖3所示.

當(dāng)建立了管理工具和測(cè)試代理自檢的通信之后，向測(cè)試代理發(fā)送測(cè)試請(qǐng)求，并且將腳本和數(shù)據(jù)傳送到測(cè)試代理上.測(cè)試代理將測(cè)試腳本存放到特定的區(qū)域執(zhí)行，并且將測(cè)試結(jié)果返回給宿主端.當(dāng)宿主端接收到測(cè)試代理所發(fā)送腳本執(zhí)行完畢信號(hào)后，發(fā)送新的測(cè)試腳本和數(shù)據(jù)給測(cè)試代理，直到所有的腳本測(cè)試完成之后，對(duì)測(cè)試代理所返回的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析，得出最終的測(cè)試報(bào)告.

3.3 功能設(shè)計(jì)

3.3.1 管理工具功能

為了不占用宿主段過多資源，將一些協(xié)助測(cè)試模塊都放在宿主端中.管理工具的功能結(jié)構(gòu)如圖4所示.

（1）腳本配置管理模塊

在進(jìn)行嵌入式軟件自動(dòng)化測(cè)試之前，需要設(shè)計(jì)一份配置文件.在配置文件中定義好了腳本位置.宿主機(jī)與測(cè)試代理之間的通信.腳本執(zhí)行時(shí)間間隔.通信樁點(diǎn)個(gè)數(shù)等內(nèi)容.測(cè)試管理工具先對(duì)腳本配置文件進(jìn)行解析，并且將解析的信息傳送給目標(biāo)機(jī).

（2）插樁模塊

通過插樁對(duì)待測(cè)試軟件的功能進(jìn)行細(xì)分，并且根據(jù)執(zhí)行的情況，來分析待測(cè)試軟件的測(cè)試覆蓋情況.

（3）日志分析生成模塊

測(cè)試日志文件中主要包含了待測(cè)試軟件的測(cè)試結(jié)果，以及測(cè)試覆蓋信息.其中測(cè)試報(bào)告中包括了測(cè)試跟蹤信息.測(cè)試用例.測(cè)試用例的期望和實(shí)際結(jié)果.測(cè)試用例的執(zhí)行情況及匯總等.測(cè)試覆蓋信息包括：測(cè)試和未測(cè)試的代碼段.功能的覆蓋標(biāo)記及匯總等信息.

（4）數(shù)據(jù)通信模塊

主要負(fù)責(zé)宿主機(jī)與測(cè)試代理之間的消息通信.

3.3.2 測(cè)試代理功能

測(cè)試代理運(yùn)行在目標(biāo)機(jī)上，是整個(gè)嵌入式軟件自動(dòng)化測(cè)試平臺(tái)的核心，測(cè)試代理的整體結(jié)構(gòu)如圖5所示.

（1）測(cè)試驅(qū)動(dòng)模塊

根據(jù)配置管理，對(duì)管理工具發(fā)送的測(cè)試腳本進(jìn)行解析，并且調(diào)用工具庫中的通用函數(shù)來完成測(cè)試.同時(shí)，將測(cè)試結(jié)果和樁點(diǎn)覆蓋信息存入到特定區(qū)域.

（2）數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊

在數(shù)據(jù)文件主要包含了測(cè)試腳本文件.測(cè)試數(shù)據(jù)文件和測(cè)試結(jié)果文件.當(dāng)測(cè)試需要數(shù)據(jù)是，可以通過數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊完成數(shù)據(jù)表查找和數(shù)據(jù)批量處理等操作.對(duì)于測(cè)試數(shù)據(jù)量大，測(cè)試步驟類似的測(cè)試過程，可以極大的減少測(cè)試的復(fù)雜度.

（3）數(shù)據(jù)通信模塊

主要負(fù)責(zé)與管理工具的數(shù)據(jù)通信模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交互.主要負(fù)責(zé)接收管理工具所發(fā)送的配置信息.腳本信息和數(shù)據(jù)文件信息；同時(shí)將測(cè)試結(jié)果和測(cè)試覆蓋信息返回給管理工具.

4.結(jié)束語

軟件測(cè)試是對(duì)軟件質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估的重要方法，自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)可以降低軟件測(cè)試成本，縮短軟件測(cè)試時(shí)間.特別是對(duì)于測(cè)試環(huán)境更加復(fù)雜的嵌入式軟件而言，自動(dòng)化測(cè)試具有更加重要的意義.