嵌入式软件单元无关性自动测试研究与实现

论文摘要

软件测试是保证和提高软件可靠性的重要手段,软件单元测试能最早发现程序错误。但在单元测试中己通过功能测试的子模块(子程序)并不一定是完全正确的。子模块还可能存在一些不易被发现的潜在缺陷,这些缺陷不影响本模块的功能正确性但因资源使用不当而影响其它模块的功能,从而导致系统出错,甚至崩溃。为此本文提出了软件模块无关性的概念,即一个子模块的运行不能影响其它模块及整个系统。软件模块无关性概念包括以下七方面:程序空间无关性、数据空间无关性、堆栈空间无关性、I/O空间无关性、寄存器无关性、中断无关性、重复调用无关性。现有的嵌入式软件单元测试工具主要是进行功能性的测试,还没有程序模块无关性测试的功能。针对这种情况,本文对软件模块级无关性自动测试的原理和实现方法进行了探索性的研究,目的是实现模块级功能自动测试和七个方面的无关性自动测试,找到针对不同CPU结构的通用测试方法。目前的测试工具与开发工具是分离的两套系统,这不利于尽早发现程序的缺陷,所以我们的最终目标是将该测试工具集成到开发工具中。本文初步实现了基于SPCE061A的软件模块级无关性自动测试工具IndependencyTest,其功能包括五个方面的无关性测试:数据空间无关性测试、堆栈空间无关性测试、I/O空间无关性测试、寄存器无关性测试、中断无关性测试。每项无关性测试功能的实现分为四个步骤:被测模块信息的提取、测试方法和测试数据自动构造、测试用例生成及测试结果的输出。对IndependencyTest工具进行的测试结果表明IndependencyTest工具能测试出汇编语言程序在无关性方面的潜在编程缺陷。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景
• 1.1.1 软件可靠性
• 1.1.2 软件测试的发展现状
• 1.1.3 嵌入式软件测试的研究意义
• 1.2 课题研究目的和意义
• 1.3 论文的主要工作
• 1.4 论文的结构
• 第二章 软件测试与软件质量
• 2.1 软件质量
• 2.1.1 软件质量
• 2.1.2 软件质量保证体系
• 2.2 软件测试
• 2.2.1 软件测试过程
• 2.2.2 软件测试方法
• 2.3 软件自动化测试
• 2.3.1 自动化测试概述
• 2.3.2 自动化测试过程
• 2.3.3 自动化测试工具
• 2.3.4 自动化测试工具的研究现状
• 2.4 嵌入式软件测试
• 2.4.1 嵌入式软件测试环境
• 2.4.2 嵌入式系统软件测试工具
• 2.4.3 嵌入式系统软件测试工具研究现状
• 第三章 无关性自动测试工具功能设计
• 3.1 IndependencyTest工具的工作原理
• 3.2 IndependencyTest工具的功能设计
• 3.2.1 需求描述
• 3.2.2 被测软件模块信息提取模块
• 3.2.3 测试方法以及测试数据构造模块
• 3.2.4 测试用例产生模块
• 3.2.5 测试结果生成模块
• 3.3 IndependencyTest工具的界面设计
• 第四章 基于SPCE061A的IndependencyTest工具的实现
• 4.1 开发平台简介
• 4.1.1 SPCE061A单片机简介
• 4.1.2 SPCE061A单片机硬件结构
• TM汇编语言程序设计'>4.1.3 μ’nSP^TM汇编语言程序设计
• 4.2 IndependencyTest工具的被测信息提取模块实现
• 4.2.1 测试子程序的语法规则
• 4.2.2 被测模块信息提取
• 4.3 IndependencyTest工具的功能实现
• 4.3.1 数据空间无关性测试功能的实现
• 4.3.2 堆栈空间无关性测试功能的实现
• 4.3.3 I/O空间无关性测试功能的实现
• 4.3.4 寄存器无关性测试功能的实现
• 4.3.5 中断无关性测试功能的实现
• 4.4 测试结果输出模块实现
• 第五章 IndependencyTest工具的测试
• 5.1 测试环境
• 5.2 IndependencyTest工具的测试
• 5.2.1 测试内容
• 5.2.2 测试方案
• 5.2.3 测试结果
• 第六章 总结和展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 读研期间发表论文