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工具 | 实用的嵌入式软件测试工具

嵌入式大杂烩

2022-08-23 17:46:11  1732

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也许你陌生，但在智能物联网时代，人们会越来越关注嵌入式软件测试。

说起嵌入式软件测试，我们先快速了解一下嵌入式软件自身的特点。嵌入式软件具有实时性、内存空间有限、I/O通道少，而且要求功耗低、高可靠性，对成本也比较敏感，和硬件关联性强等特点。因此，嵌入式软件的测试与一般商用软件的测试有较大的区别。

嵌入式软件开发和运行的环境完全不一样，是分开的，开发在Windows/Mac OS桌面客户端（宿主机环境）上进行，而运行的环境是在目标机环境上，即一般是基于Linux/Android内核开发的嵌入式操作系统或像RT-thread那样的实时操作系统，支持ARM CPU、 MCU 和蓝牙芯片等低功耗的关键硬件。

嵌入式软件的单元测试一般在宿主机环境下进行，只是在个别情况下（如目标机编译器可能有缺陷）会要求在目标机环境下进行，所以在单元测试上，嵌入式软件和一般商用软件的之间差别比较小。不过，嵌入式软件的单元测试对代码的质量要求比较高，一般要求达到MC/DC覆盖率。

嵌入式软件的集成测试，一般指与目标机的硬件环境集成，也可以和仿真环境集成，这时需要做相应的硬件兼容性测试。但到了系统测试、配置项测试或确认测试，一般就会在目标机环境下执行，这时和一般商用软件的测试有较大的差别。

由于嵌入式系统的实时性，其测试应充分考虑系统实时响应的问题，其响应时间一般要求在毫秒级别，其对应的负载测试少不了。在对目标机进行测试时，一般需要对在宿主机上编译通过的代码进行插桩处理。

这样可以在目标机执行程序的时候，将插桩时预测好的数据返回到宿主机上进行分析，因此，宿主机和目标机之间的数据传输也要认真对待。

除此之外，我们需要制定符合系统需求的可靠性级别和安全级别，进行相应的可靠性测试和安全性测试。嵌入式软件测试工具，开源工具比较少，多数是商业工具，而且往往成套，覆盖系统功能、性能分析和安全性测试。

今天，我们就介绍比较常用的或好用的嵌入式软件测试工具，主要有：

ETest Studio
Klocwork
Hitex TESSY
Rapita Verification Suite
Squish
Trinity DT10
VectorCAST

ETest Studio

一款国产化黑盒测试工具，可以做配置项测试和系统测试，包括测试资源管理、环境描述、接口协议定义、用例设计、实时数据监控、测试任务管理等功能。

主要特点有：

提供各类控制总线和仪器接口API，可由开发人员集成各类通用接口板卡和用户自定义的接口板卡。支持的I/O类型包括：RS232/422/485、1553B、CAN、TCP、UDP、AD、DA、DI、DO、ARINC429等，并可灵活扩展；
支持对待测系统及其外围环境、接口情况等进行可视化仿真建模设计，如提供Matlab/Simulink集成接口，可实现现有仿真模型的开发和利用，支持仿真模型实时代码的生成和运行；
提供接口协议描述语言（DPD语言）及其编辑编译环境；
可通过表格、仪表、曲线图、状态灯等虚拟仪表实时监测接口数据；
可按二进制、十进制、十六进制监测输入与输出的原始报文并查询过滤；
测试脚本支持时序测试和多任务实时测试，具有可自动生成满足不同组合覆盖要求测试数据的功能；
提供实时内核模块，可实现高可靠性强实时测试，响应时间<=1ms，同步传送和抖动时间小于10us。上位机和下位机分别采用Windows和实时操作系统。

官网地址：http://www.kiyun.com/Show/fangzhen/cid/14/id/145.html

Klocwork

Klocwork是一款支持百万行甚至千万行以上的C/C++/Java/JS/C#代码质量静态检测工具。

利用领先的深度数据流分析技术，静态地跨类、跨文件地查找软件运行时缺陷、错误和安全漏洞，并准确定位错误发生的代码堆栈路径。

Klocwork支持自动化扫描1000多种代码缺陷，包括空指针、资源及内存泄漏、未捕获的异常、除零等，全面检测代码质量问题
Klocwork提供全面的安全规则扫描能力，支持CWE, OWASP, CERT, PCI DSS, DISA STIG, 和ISO/IEC TS 17961等标准，深度数据流分析能力强、准确率高、漏报率低
支持常用的IDE，如Eclipse, Visual Studio, IntelilJ Idea等，并与CI/CD工具和集成、B/S+C/S部署方式
Klocwork支持静态检测软件应用的安全漏洞，包括SQL注入、被污染的数据、缓存溢出、弱代码实现及其它多种常见应用安全漏洞

官网地址：

https://www.perforce.com/products/klocwork

Hitex TESSY

Tessy 源自戴姆勒- 奔驰公司的软件技术实验室，由德国Hitex 公司负责全球销售及技术支持服务，是一款专门针对基于C/C++开发的嵌入式软件进行单元/ 集成测试的工具。

Tessy 也可以满足各类标准（如ISO26262、IEC61508、EN 50128/50129 等）对测试的需求，而工具自身也通过了TUV 的认证，证明该软件是安全可靠的。
主要功能有：

自动生成测试环境、一键执行及评估结果
便捷的测试用例设计方式，如集成了分类树编辑器CTE，支持导入导出多种格式的测试用例
通过分析源文件自动识别函数及相关接口，在接口发生变更时，支持通过简便的操作进行测试数据复用，实现高度自动化的回归测试
提供分支覆盖、MC/DC、多条件覆盖MCC等多种覆盖度分析。

还提供其它一些工具，如：

Static code anlaysis
Test case specification
Working with standards
Analyzer
Hardware-in-the-loop test

官网地址：https://www.hitex.com/embedded-services/testing

Rapita Verification Suite (RVS)

RVS是一套面向嵌入式软件的测试工具集，支持MC/DC覆盖率分析，满足DO-178C和ISO 26262认证要求。

其中RapiTest具有易于编写和易于审查但功能丰富的测试格式，以及创建多线程测试和测试代码元素（如泛型和私有类型）的能力（无需编写源代码）。

单元、集成和系统测试的生成和执行 - RapiTest
结构性代码覆盖率分析 - RapiCover
执行时间分析 - RapiTime
调度分析 - RapiTask

官网地址：https://www.rapitasystems.com/products/rvs

Squish

Froglogic公司的Squish是广受欢迎的跨平台、多技术融合的GUI 测试工具，尤其是对如下应用提供专业和全面的支持：Qt、Java GUIs、Web、Linux、Windows、IOS和android等。

Squish支持BDD、数据驱动、分布式批量测试和视觉验证等，识别自定义的控件或2D/3D图像，支持多种脚本语言：Python、Perl、JavaScript、Ruby和Tcl，平台有两大产品：

Squish：自动化GUI测试
Squish CoCo：代码覆盖率分析

官网地址：https://www.froglogic.com/squish/

DT10

DT10（Dynamic Test Tool DT10 ）是一款支持C/C++, C#, Java等多种语言的软件灰盒测试和系统动态跟踪调试工具，利用领先的自动化代码插装和数据采集技术，支持对软件系统的复杂的、偶发的缺陷的回溯调试、性能测试、CPU负载分析、变量监控、逻辑分析、内存使用分析、硬件监测和分析，及覆盖率分析等灰盒测试场景。