張海軍

摘 要：測(cè)試數(shù)據(jù)輸入和獲取是嵌入式軟件測(cè)試的關(guān)鍵技術(shù)。首先分析了在進(jìn)行嵌入式軟件測(cè)試時(shí)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)輸入和獲取困難的幾點(diǎn)原因，然后根據(jù)多年的測(cè)試經(jīng)驗(yàn)，對(duì)嵌入式軟件測(cè)試數(shù)據(jù)輸入和獲取的多種手段和方式進(jìn)行了介紹，最后說(shuō)明了在進(jìn)行嵌入式軟件測(cè)試數(shù)據(jù)輸入和獲取時(shí)的注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：嵌入式軟件測(cè)試；數(shù)據(jù)輸入；數(shù)據(jù)獲取

在進(jìn)行嵌入式軟件測(cè)試時(shí)，會(huì)遇到多種困難，其中之一便是如何輸入和獲取數(shù)據(jù)。在最終使用環(huán)境中進(jìn)行測(cè)試時(shí)，嵌入式系統(tǒng)通常沒有或只有簡(jiǎn)單的顯示設(shè)備，也沒有存儲(chǔ)設(shè)備，不能保存計(jì)算結(jié)果，只有在線實(shí)時(shí)觀測(cè)或是將數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿拗鳈C(jī)上才能進(jìn)行結(jié)果分析，這樣一來(lái)，如何建立宿主機(jī)與目標(biāo)機(jī)之間的物理邏輯連接，以便能注入測(cè)試數(shù)據(jù)，并能在正確的時(shí)間采集到正確的結(jié)果數(shù)據(jù)以恰當(dāng)?shù)匕l(fā)現(xiàn)問題，就成為了主要挑戰(zhàn)。

一、嵌入式軟件測(cè)試數(shù)據(jù)輸入和獲取困難的原因

（一）硬件嵌入性

嵌入式軟件一般運(yùn)行在各種嵌入式系統(tǒng)中，而這些系統(tǒng)通常僅能完成特殊的任務(wù)，系統(tǒng)硬件專門設(shè)計(jì)，嵌入式軟件離開了這些硬件就無(wú)法運(yùn)行。另外，嵌入式系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中往往需要與多個(gè)交聯(lián)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。因此，嵌入式軟件只有在最終實(shí)際運(yùn)行環(huán)境中，才能完整、深入考核其各項(xiàng)功能和性能指標(biāo)。

（二）數(shù)據(jù)缺乏“可視性”

嵌入式系統(tǒng)往往不像商業(yè)計(jì)算機(jī)那樣具有鍵盤、顯示屏、磁盤機(jī)和其他各種有效的用戶界面和存儲(chǔ)設(shè)備。由于嵌入式系統(tǒng)通常是面向某個(gè)特定應(yīng)用的，所以嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件在設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮系統(tǒng)的尺寸、功耗等要求，因此往往會(huì)省略掉顯示屏、接口等不必要的設(shè)備。

（三）實(shí)時(shí)性

嵌入式系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)過(guò)程控制、數(shù)據(jù)采集、傳輸通信等場(chǎng)合，實(shí)時(shí)性是對(duì)嵌入式系統(tǒng)的普遍要求，是設(shè)計(jì)者和用戶重點(diǎn)考慮的一個(gè)重要指標(biāo)。而實(shí)時(shí)性強(qiáng)，軟件運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，這給其測(cè)試帶來(lái)了很大的困難。

二、嵌入式軟件測(cè)試數(shù)據(jù)輸入和獲取的主要手段

嵌入式軟件測(cè)試數(shù)據(jù)輸入和獲取的手段包括：外接鍵盤顯示器、在線輔助設(shè)備、I/O接口、邊界掃描、總線監(jiān)聽、在線仿真器ICE等。

（1）外接鍵盤顯示器：嵌入式Linux、VxWorks等嵌入式平臺(tái)下的軟件，通常系統(tǒng)硬件留有接口，可以直接外接鍵盤、顯示器等，這樣在特定的調(diào)試狀態(tài)下，就可以直接輸入數(shù)據(jù)和獲取到軟件運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的狀態(tài)和數(shù)據(jù)。

（2）在線輔助設(shè)備：通過(guò)嵌入式系統(tǒng)的其他在線輔助設(shè)備，比如：數(shù)碼管、指示燈以及交聯(lián)設(shè)備的顯示裝置等，也可以間接獲取嵌入式軟件的運(yùn)行狀態(tài)和數(shù)據(jù)。

（3）I/O接口：通過(guò)直接連接標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)口、串口等I/O接口，配合相應(yīng)的軟件工具，比如：EtherpeekNX、串口調(diào)試助手等，可以實(shí)現(xiàn)輸入數(shù)據(jù)和獲取結(jié)果。

（4）邊界掃描：邊界掃描測(cè)試是通過(guò)在芯片的每個(gè)I/O腳附加一個(gè)邊界掃描單元以及一些附加的測(cè)試控制邏輯實(shí)現(xiàn)的。現(xiàn)在，所有復(fù)雜的IC芯片（比如：DSP、FPGA等）幾乎都具有邊界掃描端口（即JTAG控制接口）。邊界掃描測(cè)試有兩大優(yōu)點(diǎn)：一個(gè)是方便芯片的故障定位，另一個(gè)是通過(guò)邊界掃描通道來(lái)使芯片處于某個(gè)特定的功能模式。測(cè)試時(shí)，工具軟件通常是各個(gè)處理器的開發(fā)環(huán)境，通過(guò)JTAG仿真器連接至嵌入式硬件，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的輸入及獲取。

（5）總線監(jiān)聽：是一種監(jiān)測(cè)被測(cè)系統(tǒng)總線數(shù)據(jù)流的手段，具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)、支持多通道、顯示方式多樣等特點(diǎn)。CodeTEST、RTInsight、ADS2等測(cè)試工具以及邏輯分析儀、示波器等硬件工具都能實(shí)現(xiàn)總線監(jiān)聽?？偩€監(jiān)聽的連線方式，分為標(biāo)準(zhǔn)探頭和飛線兩種。

（6）在線仿真器ICE：用來(lái)模擬嵌入式系統(tǒng)中的中央處理器，它通過(guò)一個(gè)插頭插在一個(gè)與CPU一樣的底座上。在線仿真器提供了一面通向嵌入式系統(tǒng)內(nèi)部的窗戶，程序員用在線仿真器將程序下載到系統(tǒng)運(yùn)行后，可以對(duì)程序進(jìn)行逐步跟蹤并察看數(shù)據(jù)的變化。

三、嵌入式軟件測(cè)試數(shù)據(jù)輸入和獲取的注意事項(xiàng)

在進(jìn)行嵌入式軟件測(cè)試數(shù)據(jù)輸入和獲取時(shí)需要注意以下幾個(gè)方面：

（1）在進(jìn)行硬件連接時(shí)，不能影響到嵌入式軟件的運(yùn)行狀態(tài)，有必要時(shí)要進(jìn)行檢查和確認(rèn)，否則可能會(huì)使軟件運(yùn)行不穩(wěn)定甚至改變軟件運(yùn)行狀態(tài)。

（2）對(duì)于實(shí)時(shí)性非常強(qiáng)、數(shù)據(jù)量大的嵌入式軟件，在選擇數(shù)據(jù)獲取的方式時(shí)，必須要檢查數(shù)據(jù)的完整性和正確性。否則，有可能出現(xiàn)獲取到的數(shù)據(jù)不完整甚至是錯(cuò)誤的，影響軟件測(cè)試的質(zhì)量。

（3）在選擇工具軟件和硬件時(shí)，要考慮其可靠性和正確性，盡量選取公開發(fā)行的穩(wěn)定版。

（4）嵌入式系統(tǒng)一般比較復(fù)雜，采取的任何數(shù)據(jù)輸入和獲取方式，一定要實(shí)現(xiàn)研制方或開發(fā)方進(jìn)行交流和確認(rèn)，避免由于自身不熟悉和疏忽導(dǎo)致測(cè)試中出現(xiàn)問題。

四、結(jié)語(yǔ)

嵌入式軟件測(cè)試數(shù)據(jù)輸入和獲取是嵌入式軟件測(cè)試的關(guān)鍵技術(shù)，其準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性和可靠性對(duì)測(cè)試質(zhì)量有決定性影響。由于嵌入式系統(tǒng)平臺(tái)的多樣性和復(fù)雜性，因此在進(jìn)行嵌入式軟件測(cè)試時(shí)，需要根據(jù)被測(cè)軟件的特點(diǎn)和測(cè)試要求，對(duì)數(shù)據(jù)輸入和獲取方法進(jìn)行定制設(shè)計(jì)，靈活采用多種方式，可以極大提高測(cè)試質(zhì)量和效率。

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