《嵌入式软件可靠性测试方法》-编制说明
嵌入式软件的测试方法与技术
嵌入式软件的测试方法与技术引言嵌入式软件的测试方法与技术是保证嵌入式系统质量的关键环节。
随着科技的发展，嵌入式系统在各个领域得到了广泛应用，从家用电器到汽车，从医疗设备到航空航天，都离不开嵌入式软件。
而这些应用领域对于系统的可靠性和安全性要求越来越高，因此对于嵌入式软件的测试方法与技术也提出了更高要求。
一、嵌入式软件测试方法概述1.1 黑盒测试黑盒测试是一种基于功能需求和接口规范来进行测试的方法。
在黑盒测试中，我们不关心被测系统内部是如何实现的，只关注其输入和输出之间是否符合预期。
这种方法可以很好地验证系统是否满足需求，并且可以提前发现潜在问题。
1.2 白盒测试白盒测试是一种基于代码内部结构来进行测试的方法。
通过分析代码逻辑、覆盖率等指标来评估被测系统是否符合预期。
白盒测试可以发现代码中隐藏的逻辑错误和漏洞，并且可以提供更详细的测试覆盖率信息。
1.3 灰盒测试灰盒测试是黑盒测试和白盒测试的结合，既关注系统功能，也关注系统内部结构。
在灰盒测试中，可以利用黑盒测试的方法验证系统功能，同时通过白盒测试的方法发现潜在问题。
这种方法可以综合利用黑白两种方法的优点。
二、嵌入式软件测试技术2.1 静态分析技术静态分析技术是一种通过分析源代码或二进制代码来发现潜在问题的方法。
静态分析可以帮助开发人员在编码阶段发现错误和漏洞，并且可以提供代码质量评估和优化建议。
2.2 动态分析技术动态分析技术是一种通过运行时监测来评估系统行为和性能的方法。
动态分析可以帮助开发人员了解系统运行时状态，并且可以提供性能优化建议。
2.3 模糊测试技术模糊测试是一种通过生成大量随机输入来验证系统鲁棒性和安全性的方法。
模糊测试可以帮助开发人员找到输入错误处理不当或存在漏洞的地方，并且可以提供安全防护建议。
2.4 测试自动化技术测试自动化技术是一种通过编写测试脚本和使用自动化工具来提高测试效率和准确性的方法。
测试自动化可以帮助开发人员快速执行大量的测试用例，并且可以提供准确的测试结果。
嵌入式软件测试方法详解
嵌入式软件测试方法详解嵌入式软件测试是指针对嵌入式系统中的软件进行测试的过程。
嵌入式系统是指集成了软件和硬件的复杂系统，这些系统通常嵌入在一些设备中，如手机、汽车、电视等。
为了确保嵌入式系统的正常运行和稳定性，嵌入式软件测试变得极其重要。
本文将详细介绍嵌入式软件测试的方法。
一、静态测试方法静态测试方法是在嵌入式软件开发的早期阶段就进行的测试方法。
它主要通过代码审查和静态分析来发现潜在的问题和错误。
代码审查是指通过人工检查代码的规范性、可读性和实现逻辑等方面的错误和问题。
静态分析是指使用工具对代码进行扫描，以发现潜在的问题和错误。
静态测试方法可以帮助开发人员在开发的早期阶段就发现并修复问题，从而减少后期测试阶段的工作量。
二、单元测试方法单元测试方法是对嵌入式软件中的各个模块进行独立测试的方法。
它通常是使用白盒测试技术，开发人员可以直接查看代码并编写测试用例。
单元测试旨在检查模块是否按照预期执行，并验证其输出是否正确。
单元测试方法可以帮助开发人员在开发过程中对每个模块进行细致的测试，以确保其功能的正确性和稳定性。
三、集成测试方法集成测试方法是对嵌入式软件的各个模块进行整合测试的方法。
在嵌入式系统中，各个模块通常是独立开发的，集成测试旨在测试模块之间的接口和交互是否正常。
通过集成测试，可以发现并解决模块之间的兼容性问题、数据传输问题以及接口交互问题。
集成测试可以确保整个系统的功能正常运行，并保证各个模块之间的协调性。
四、系统测试方法系统测试方法是对整个嵌入式系统进行测试的方法。
系统测试旨在验证系统是否满足需求规格说明书中的要求，并检查系统在不同环境下的性能和稳定性。
系统测试一般包括功能测试、性能测试、兼容性测试、安全性测试等多个方面。
通过系统测试，可以发现并修复系统中的问题，确保系统的完整性和可靠性。
五、回归测试方法回归测试方法是在系统发生变更后对系统进行重新测试的方法。
嵌入式软件开发过程中，经常需要对系统进行改进和升级，回归测试旨在验证系统的改动是否对原有功能和模块产生了影响。
嵌入式系统软件可靠性设计与测试方法
嵌入式系统软件可靠性设计与测试方法李金麒;徐建平【期刊名称】《计算机系统应用》【年(卷),期】2013(000)001【摘要】通过设计与初始化ARM s3c2410内部的存储器保护系统MPU来保护睡眠任务的存储空间不受当前运行任务的非法访问，有效增强了嵌入式系统软件的可靠性。
并利用 LDRA Testbed 测试套件对项目中的代码进行了静态分析、复杂度分析、图形化分析，得出了各项测试结果，准确地评估了所设计出的系统的可靠性，并给出了优化建议。
%Protected sleeping task’s cache against illegal calling from currently running task by designing and initiating the MPU in ARM s3c2410. Effectively enhanced the reliability of embedded system software. Then carried on the static analysis, complexity analysis, and graphical analysis for code in the project using the LDRA Testbed, figured out each of the test results, accurately assessed the reliability of the system we designed, and provided suggestions to optimize it.【总页数】5页(P74-78)【作者】李金麒;徐建平【作者单位】上海理工大学光电信息与计算机工程学院，上海 200093;上海工业自动化仪表研究院，上海 200233【正文语种】中文【相关文献】1.一种嵌入式系统软件的非干涉测试方法 [J], 张炯;金惠华;尚利宏;昌盛2.嵌入式Linux:嵌入式系统软件的机遇和挑战 [J], 何小庆3.弹载嵌入式系统软件可靠性设计 [J], 贾庆忠;刘永善;刘藻珍4.国产化嵌入式实时操作系统软件测试方法研究 [J], 李建军5.机车嵌入式系统软件可靠性设计 [J], 周浩尚;高照玲因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
嵌入式系统的系统测试和可靠性评估
嵌入式系统的系统测试和可靠性评估摘要：引入多种嵌入式系统系统测试方法；根据ISO 9000国际质量标准，提出一种切实可行的可靠性评估方案，并使它们应用于嵌入式产品测试中，测试效果良好。
最后，通过两个测试实例说明嵌入式系统的系统测试过程和分析。
关键词：嵌入式系统系统测试测试方法可靠性评估引言随着嵌入式系统硬件体系结构的变化，嵌入式系统的发展趋势向嵌入式系统高端，即嵌入式软件系统转移，具体体现在嵌入式操作系统趋于多样和应用软件日渐复杂。
由于嵌入式系统软硬件功能界限模糊，研究如何进行系统测试和进行质量评估来保证嵌入式系统的产品质量具有重要意义。
首先，这里明确嵌入式系统的系统测试定义，是将开发的软件系统、硬件系统和其它相关因素综合起来，对整个产品进行的全面测试。
嵌入式系统的系统测试比PC系统软件测试要困难得多，主要体现①测试软件功能依赖不需编码的硬件功能，快速定位软硬件错误困难；②强壮性测试、可知性测试很难编码实现；③交叉测试平台的测试用例、测试结果上载困难；④基于消息系统测试的复杂性，包括线程、任务、子系统之间的交互，并发、容错和对时间的要求；⑤性能测试、确定性能瓶颈困难；⑥实施测试自动化技术困难。
1 测试方法根据Goodenough和Gerhart提出的软件测试充分性准则可知，软件测试具有非复合性的特点，也就是说，即使以软件所有成分都进行了充分的测试，也并不意味着整个软件的测试已经充分。
所以，即使通过了需求测试、设计测试、编码测试，并不意味着已经完全了充分的测试，还要进行软硬件全面测试，即系统测试。
正确的系统测试方法能设计出良好的测试事例，而良好的测试事例是测试成功的关键。
测试事例质量特性主要有以下几点。
*检验性：检测软件缺陷的有效性，是否能发现缺陷或至少可能发现缺陷。
*可仿效性：可以支持测试多项内容，减少测试事例的数量。
*开销：测试事例的执行、分析和调试是否经济。
*修改性：每次软件修改后对测试事例的维护成本。
嵌入式软件测试——方法、案例与模板详解
机械工业出版社出版的书籍
01 图书简介
03 目录
Hale Waihona Puke 目录02 前言 04 作者简介
《嵌入式软件测试——方法、案例与模板详解》是2017年机械工业出版社出版的书籍，作者是李龙、刘文贞、 铁坤。
图书简介
云计算、大数据、物联时代的到来，使越来越多的电子产品成为人们不可或缺的工具。尤其是嵌入式系统因 其低成本、小体积、低功耗、强稳定性、实时性强等优点越来越多地得到应用。本书重点针对嵌入式软件测试进 行全面介绍，包含大量测试方法和流程讲解，系统全面，实用性强。本书附带大量测试案例与模板详解，而且相 关站提供这些案例与模板的电子版，可供读者直接下载参考使用。主要内容包括：基于业务场景的嵌入式测试设 计。基于风险的嵌入式测试设计和风险评估方法探索式测试的设计如何在嵌入式系统中应用。任务驱动的嵌入式 测试方法、设计思路、实施方案等。用思维导图实现嵌入式测试的设计。大量模板可以下载，包括需求说明书、 测试计划、测试方案、测试用例、缺陷分析、测试报告等流程。
刘文贞中国软件测试联盟专家，性能测试专家，济南织雀测试实训基地高级培训讲师。
铁坤中国软件测试联盟专家，现为某络安全公司测试主管。
谢谢观看
2）很多测试工作者加入工作后，发现测试工作非常简单，只是点点界面，模拟用户使用软件，这是片面的， 这类工作只是测试的最初级水平，是靠人力驱动的测试，这种工作的发展前景不容乐观，并且会被自动化测试所 取代。
3）现在测试工作细分的领域非常多，至少包括性能测试、白盒测试、自动化测试等，所要求的技能水平越来 越高。近几年，测试人员的招聘指标已经增加了会写代码、会做自动化测试、会做性能测试、会软件工程管理等 要求，以后的要求会更高。
嵌入式软件可信性的设计和验证方法
２ ．２ 嵌 入性 对嵌入 式软 件 可靠性 的影 响 嵌 入式 软件 的开发 环境 和运 行环 境 的不 一致 性 同样 给嵌 入 式软
件 可靠 性的测 试带 来 了不少麻 烦 。 （ １ ）测试 工具 运行 在宿 主机 上 ，测 试 所需 要 的信 息 在 目标 机上 产 生 ，并 通过 一定 的物 理／ 逻辑 连 接 传输 到宿 主机 上 ，由测 试 工 具
（ １ ）黑 盒测 试方 法
黑盒测试 （ Ｂ ｌ ａ ｃ ｋ —ｂ ｏ ｘ Ｔ ｅ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ）是 一 种从 软件 需求 出发 ，根据 软 件需求说明设 计测试用例 ， 并按 照测试用例 的各项要求 运行被测程序 的 测试方法。它不考虑程序 内部的实现过程 ，仅侧 重于程序 的执行 结 果 。 它将 被测 程序 看成 是不 可见 的黑箱 ，因此 ，被 称 为黑盒 测试 。 黑盒测 试 ，也称 功能 测试 ，其 方法 主 要有 输 入 等 价类 划 分 。边 界值 分析 、因果 图法 、正 交试验 方 法和判 定表 驱动 法等 。
注意软 硬件 接 口之 间 的冗 余 和 预 防 性设 计 。另 外 ，在设 计 过 程 中 ， 可 采用 看 门狗 电路 、状 态保 存等 恢 复技 术 ；软 件 锁设 计 、程 序 陷 阱 设 计等抗 干 扰技 术 以及 备份 技术 有效 的进行 系统 容错 设计 。
３ ． ２ 严 格 的软 件 测 试
１ 引言
微 机和通 信技 术 的发展使 得越 来 越 多制 造业 、流程 工 业 过程 采 用Ｄ Ｃ Ｓ 、Ｆ Ｃ Ｓ等数 字化控 制 系统 ，传 统 的模 拟 仪 表 也逐 步 为 智能 化 的仪 器仪 表和执 行 机构所 替代 ，从 而极 大地 提 高 了工 业 过程 的 自动 化水 平 。考虑 到现今 的数 字化 控制 系统 部件 和 智 能仪 表 均采 用 嵌 人 式 系统作 为控 制核 心 ，其 控制 功能 的可 靠安 全 实 现极 大 地依 赖 于 嵌 入式 软件 的正确 执行 ，而其 中的嵌入 式 软件 部 分 的可 靠性 一 般 都 是 被忽 略 的。而 国外仪 表能达 到较 高 的可 靠性 水 平 ，一 方 面也 是 因 为 其考 虑 了软 件 系 统 的可 靠 性 ，如 Ｒ ｏ ｓ ｅ ｍ ｏ ｕ ｎ ｔ 公 司的 ３ ０ ５ Ｉ Ｃ差 压 变送 器 的硬 件 Ｓ Ｉ Ｌ等级 达到 ￥ １ Ｌ ３级 ，软件为 Ｓ Ｉ Ｉ ． Ｚ级 。 因此 ，要想 实现 国 内智能 仪表 的高 可靠性 ，研 究嵌 入式 软 件高 可 靠性 的分 析 、设计 和 验 证方 法和 技术 就显得 尤为 重要 。
嵌入式软件的可靠性测试及评估
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｐ ３ １ １
文献标 识码 ： Ａ
文章编号 ： １ ０ ０ ２— ２ ２ ７ ９ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２— ０ ０ ５ ３一 Ｏ ４
性 的有 效手 段。 针对 嵌入 式软件 ， 研 究 了软 件可 靠性测试 关键 技术及 统计 方案 ， 并将软 件可 靠性测
试评 估技 术 首次 应用在 某 产 品 的嵌 入 式软件 中， 通 过验证 软件是 否 满足 可靠性指 标要 求 ， 为评价 软 件 可靠 性提供 依据 。
关键词 ： 软件 可 靠性 ； 可 靠性测 试 ； 可靠 性评估 ； 操作 剖面 ； 测试 统计 方案
１ 引 言
随着 数 字化 技 术 的大 量 应用 ， 软 件在 产 品 中的 重 要性 越来 越大 ， 其 规模 和 复杂性 急 剧增 加 ， 软件 已 逐 步成 为独 立 的产 品 。为 保 证 软 件 可靠 性 ， 需 要对 软 件进行 可靠 性 测 试 和 评 估 工 作 ， 从 而 可 以尽 早 发 现 并改 正软 件 中影 响 质 量 的 缺 陷 ， 有 效 提 高软 件 可 靠性 ， 缩 短产 品的研 制周期 ， 降低 软件 研制 成本 。 软 件 可靠 性 是 指 在 规定 环 境 下 ， 规 定 时 间 内软 件 不 引起 系 统 失 效 的 概 率 Ｊ 。软 件 可靠 性 是 衡 量
软 件质 量 的重要 指 标 之 一 ， 不 但 与 软 件 存 在 的 差错 有关 ， 而且 与 系统 输 入 和系统 使 用有 关 。通 常来说 ，
如何对嵌入式软件进行可靠性测试
求 的保障条件。可视化技术 以直观的形式将测试用例在工具 中呈现 出来， 同时通过标记边界值 、 生成发生概率对 比视 图等
手段 ， 为用 户最 终 判 断测 试 用 例 的 可用 性 提 供 依 据 。
外 部参数艇 裔
测 试悄 例
的发生概率 。操 作剖面可通过两种 方法 获得 ：参考老版本或 现有类 似系统的实际操作；或者从可 行性及 需求分析阶段开 发的功能剖面 出发 ，估计建立操作剖面。经常是两种方法混
Hale Waihona Puke ［ １ 】 康一梅， 等． 嵌入式软件设计ｆ Ｍ］ 机械工业 出版 社， ２ ０ ０ ７
一
科教 导刊 ｒ 电子版Ｊ・２ ０ １ ４年 第 ８期 ｒ 中 一
如 何对嵌入 式软 件进 行 可靠性测试
方 延 峰
（ 武警福 州指 挥 学 院
摘 要
福建 ・ 福州
３ ５ ０ ０ ０ ２ ）
本文针对 目前嵌入 式软件设计可靠性测试用例的手段主要依靠手工分析 ，沿用传统 的软件测试用例设计方
法进行 ， 不能够满足可靠性测试用例设计的基本要求的问题 ， 设计 了一套行之有效的可靠性测试用例 自动生成测试方法。 关键词 嵌入式软件 可靠性测试 测试用例 可视化 中图分类号： Ｔ Ｐ ３ １ １ ． ５ 文献标识码 ： Ａ 的必要条件 。通常外部参数可 以分为两类：一类是具有发生 概 率 的参 数 ， 称为关键参数； 另 一 类 则 是根 据 关 键参 数 的取 值 情 况 而 进 行 赋值 的参 数 ， 称 为 非 关键 参 数 。 （ ３ ） 测 试 用 例 的 自动 生 成 测 试 用 例 自动 生 成根 据 概 率 统 计 等 基 本 数 学原 理 ，在 用 户提供操作剖面和外部参数输入 的基础上，利用后 台算法随 机产生若干参数变量值，并通过一定 的规则和 步骤将它们组 织起来 ， 从而完成测试用例的构建。 （ ４ ） 测 试 用 例 的调 整 和 优 化 对 测 试 用例 进 行 调 整 和 优 化 是使 测 试 用 例 具有 可 用 性 的 主要实现手段和方法 。在诸如边界条件取值、测试用例数 目 限定 的条件下， 通过调整和优化算法， 最终找到一个尽可能满 足各种发生概率的最优测试用例布局方案，从而满足可靠性 测试的要求 。 （ ５ ） 测 试 用 例 的可 视 化 在 测 试 用 例 生 成 并进 行 调 整 后 ，如 何将 测 试 用 例 以用 户 友 好 的 方 式 表示 出来 也 是 检 验 测试 用 例 能 否 满足 实 际测 试 需
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国家标准《嵌入式软件可靠性测试方法》（征求意见稿）
编制说明
一、制定标准的背景
大多数软件测试方法都可以直接或间接地用于嵌入式软件的测试，但嵌入式软件可靠性测试与通用软件可靠性测试有着较大差别，当前“后PC时代”的来临及3C融合加速趋势的彰显，给中国以嵌入式软件为核心的嵌入式系统产业的高速增长带来了千载难逢的契机，嵌入式软件产业现已成为中国IT产业中的一个重要新兴产业和增长点，嵌入式软件可靠性测试对嵌入式系统产业的发展显得尤为重要。
嵌入式软件软件对硬件的依赖性和专用性较强，对可靠性要求较高，目前针对嵌入式软件的测试和调试工具较少，这些都使得嵌入式软件的测试比通用计算机软件测试的复杂性、可继承性较差。
嵌入式系统可靠性、安全性的失效可能会导致灾难性的后果,或者大批量生产也会导致严重的经济损失。
因此，需要制订针对嵌入式系统软件的可靠性测试方法。
鉴于现状制定《嵌入式软件可靠性测试方法》是非常必要的。
二、任务来源
根据国家标准化管理委员会2008年下达的国家标准制修订计划，国家标准《嵌入式软件可靠性测试方法》由中国电子技术标准化研究所、珠海南方软件产品测试中心、珠海许继电气有限公司、珠海炬力集成电路设计有限公司等单位负责起草，其项目计划号为20080488-T-469。
三、标准编制原则
本标准主要依据《软件可靠性工程》、GB/T 15532-2008《计算机软件测试规范》和GJB 899 《可靠性鉴定和验收试验》和一些企业的嵌入式软件可靠性测试相关方法和经验而制定的。
四、编制过程
计划下达后，首先成立了标准起草工作组，在珠海的一些嵌入式软件开发企业开展调研，收集相关资料，在此基础上起草了《嵌入式软件可靠性测试方法》初稿，然后召集国内嵌入式软件研发、测试专家，标准化专家研讨、审查、修改后形成征求意见稿。
五、有关技术说明
5．1测试目的说明
由于本方法是可靠性测试，所以定义的测试目的有两个，一是通过可靠性增长测试，查找软件错误，实现嵌入式软件的可靠性增长，估计失效强度；二是通过可靠性确认测试，验证嵌入式软件是否达到可靠性目标。
5．2测试环境的说明
明确嵌入式软件可靠性测试的环境条件，调研了国内企业在进行嵌入式软件可靠性测试时，一般都是运行在目标系统上，所以要求必须是嵌入式系统运行的实际环境，或者是极为接近的仿真环境，包括测试用的仪器设备。
5．3测试内容的说明
确定了2项内容：可靠性增长测试和可靠性验证测试。
5．4测试方法的说明
按照识别可靠性目标、开发操作剖面、测试准备、执行测试、失效数据的分析评估、测试报告这一套方法，来进行嵌入式软件的可靠性测试。
这套测试方法参考了相关文献如《软件可靠性工程》等，结合国内相关企业在嵌入式软件可靠性测试采用的方法，加以综合形成。
参考文献《软件可靠性工程》中的测试方法，在国内企业和科研机构使用较广，具有较高的认同度，所以本方法中的内容较多的参考了这个文献。
5．4．1可靠性目标的识别
在识别可靠性目标时，首先识别嵌入式软件的失效强度，表1定义了4个严重等级，严重等级用于测试分析和评估，对失效严重等级为4的可不查找原因和统计。
在定义失效强度目标时，表2定义了失效强度目标、失效间隔时间与失效影响对照表，表格中失效影响、失效间隔时间、失效强度目标的数据，是参照国内企业测试的实践和相关文献中的说明总结形成。
公式1、公式2用于可靠性和失效强度的转换，是参照相关文献中公式的推导。
5．4．2开发操作剖面
在开发操作剖面这一节，参考相关文献，结合了国内嵌入式系统的应用，表4和表5用表格方式列举了如何识别操作模式和确定操作的发起者。
在创建操作表、确定出现率、确定出现概率这几个小节，表6～8以表格方式，举例说明，例子是一些行业常见的，以期能够说明如何去进行这些步骤。
5．4．3测试准备
在测试准备这一节，参照了国内通用软件的测试准备、嵌入式软件测试的相关论文和参考文献中的内容，总结归纳出准备测试用例、估计测试用例的数量、测试用例的分配和调整这部分的内容。
5．4．4执行测试
在执行测试这一节，分配测试时间、调用测试、标识失效是参照参考文献中的说明，公式3和公式4的推导也是参考文献中的公式；标识失效小节，通过举出一个测试日志的例子，来说明可靠性测试时标识失效和计算失效时间。
5．4．5分析与评估
在失效数据的分析和评估这一节，分为可靠性增长测试和确认测试，分别说明如何评估，其中的公式是参考文献和GJB 899 《可靠性鉴定和验收试验》中的内容，在确认测试这一小节，可靠性示图确认测试在GJB 899中为贯序确认测试判决图。
5．4．6测试报告
报告中需编制的内容参考GB/T 15532和国内企业嵌入式软件的测试实践列举出来的。
5．5测试流程的说明
在测试流程这一章，参照GB/T 15532-2008计算机软件测试规范中系统测试流程，划分了几个阶段，阶段的内容与该标准的系统测试流程有所区别。
5．6附录的说明
附录A和附录B都是资料性附录。
在附录A，是说明如何绘制可靠性示图，把绘制可靠性示图所用到的接收和继续、继续和拒绝边界如何确定，在不同分辨率和不同客户风险及提供商风险的参数计算以表格列出，方便在可靠性确认测试时绘制可靠性示图。
在附录B，说明可靠性模型选择的基本方法，由于可靠性模型很多，附录B仅仅列举一些常用的模型。
六、有关专利的说明
本标准不涉及专利。
《嵌入式软件可靠性测试方法》国家标准编写组
2010年06月。