专利名称：一种嵌入式系统测试方法
技术领域：
本发明涉及计算机系统领域，特别是计算机嵌入式系统测试技术 领域，尤其是指一种嵌入式系统测试方法。
背景技术：
随着计算机技术的不断发展，特别国内强大的电子信息产品制造 业和巨大的信息化市场为嵌入式软件产业的发展创造了重要的机遇。 如3G、数字电视、网络设备等，在这些需求拉动下，嵌入式系统软 件市场快速成长，嵌入式设备的测试成为非常重要的一个环节，目前 嵌入式系统测试一般采用纯软件的测试方法，在被测代码的特定位置 中插入一个函数，用这些函数来完成数据的生成，并发送数据到目标 系统的共享内存中，同时在目标系统中运行一个预处理任务，完成这
些数据的预处理，将处理后的数据通过目标机的网口，USB或串口上 送到主机平台，主机平台运行结果分析软件来分析接收到的数据，通 过以上过程，测试者得以知道程序当前的运行状态。由于插入插桩函 数和预处理任务的存在，使系统的代码增大，更严重的是这些代码对 系统的运行效率有很大的影响(超过50%)，函数本身要有它的实现 过程，它要完成数据的生成和暂存，而且这些函数在它的实现过程中 还可能被其他优先级更高的中断程序所中断，预处理任务需要占用目 标系统CPU处理时间、共享内存和通信通道完成数据的处理、数据的 上送，这一切都需借助于目标系统CPU完成，会给目标系统造成严重 的影响，甚至导致被测系统崩溃。由于这些弊端的存在，大大降低了纯软件测试方法的测试效率和测试准确性。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述现有技术中的缺点，提供一种硬件 辅助软件的嵌入式系统测试方法。
首先对源代码进行插桩，在特定的地方插入一条语句，然后插桩 文件编译下载，在目标板运行，当运行到插桩点的时候，总线上出现 特定的信号，数据采集器辅助硬件采集这些插桩点信号，然后打包发 送采集点信息到测试结果分析软件，进行结果分析处理，实现嵌入式 系统测试。
程序员编写的源代码首先会通过插桩器(源代码分析程序)对源 代码进行自动插桩，即在需要插桩的关键位置写入一条赋值语句(如
xxxx—ctrl_port=0x74100009)，并把插入的标记送入一个数据库文件 中生成一个符号数据库暂存起来，以备为以后分析时调用，然后，在 原来的编译环境下对插桩后的代码进行编译，然后下载到目标板上运 行，当程序在目标系统运行到插桩点的位置时，目标板的控制总线和 地址总线上会出现相应的控制信号和地址信号，当数据釆集器辅助硬 件(信号捕获探头)从控制总线和地址总线上监视到符合以上条件的 信号时，数据采集器辅助硬件幵始采集插桩点数据，然后把釆集到的 数据送到的内存中暂存并对这些数据进行预处理，然后将预处理后的 数据通过局域网或者USB送到测试结果分析软件，通过与前面生成的 符号数据库中的数据进行比较，我们就此得知当前程序的运行状态， 借此完成对嵌入式软件的覆盖率分析，性能分析，内存泄露分析，数 组越界、变量监控，Trace跟踪，Task监控，ISR监控，TaskISR切 换监控等系统测试。经由本发明的实施，采用源码插桩技术，却又对传统的源码插桩 技术进行改进，传统的源码插桩技术插入的是一个函数，而本方法插 入的是一条语句，在编译成汇编后仍然是一条语句，对被测系统的影 响最小；同时采用了从总线捕获数据技术，却又对传统的总线捕获数 据技术进行了改进，传统总线捕获数据技术采用采样方法，连续从总 线上采集数据，而本方法只有在运行到插桩点的时候，才进行采集数 据，从而实现准确釆样。经由本发明的实施，彻底解决了目前纯软件方法做嵌入式系统测 试的弊端。同时本方法所实现的内存泄露分析，数组越界、变量监控 功能对于解决嵌入式开发中的问题有非常重要的作用。
图1是本发明的工作原理示意图具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进一步的介绍，但不作为本 发明的限定。第一步选择要测试的工程的目录或者选择要测试的特定文件。 第二步对选定的工程目录或者要测试的特定文件进行插桩，在 文件的特定位置自动插入特定语句，并且生成插桩点数据库文件。第三步把插桩后的文件在原来的开发环境或者makefile中编译，生成可在目标板上执行的文件。第四步把生成的文件下载到目标板。第五步数据采集器辅助硬件通过飞线，CPC/CPCI/PMC/VME连 接卡 ，inictor38/niictor190 标准连接插座和 PPC860/PPC750/PPC603E/M6804专用适配卡等的连接方式，连接到目标板的总线上。
第六步当目标板运行到插桩语句的时候，在总线上出现相应的 信号，数据采集器辅助硬件捕获到此信号。
第七步数据采集器辅助硬件对采集的信号进行打包处理，保存 到缓存中，然后通过网口或者USB 口发送到测试结果分析软件。
第八步，测试结果分析软件读取插桩点数据库文件，并结合接收 到的采集信号进行测试结果分析覆盖率分析，性能分析，内存泄露
分析，数组越界、变量监控，Trace跟踪，Task监控，ISR监控，TaskISR 切换监控等。
覆盖率分析分析本次测试，哪些代码，哪些分支执行了，哪些 代码没有执行，明确需要增加那些测试，避免重复的测试。
性能分析分析函数的调用次数，最大，最小，平均执行时间，
确定那些函数执行时间最久，对整个的优化提供依据。
内存泄露分析分析哪些函数调用了内存分配函数，分配了多少， 分配的地址是哪里，哪些函数调用内存释放函数，释放的地址是多少， 内存泄露了多少。
数组越界、变量监控监控程序中的某个数组值，数组是否越界， 越界了多少，程序的中某个变量在特定的时候是多少，某段内存的值 是否发生变化，变化前是多少，变化后又是多少。
Trace跟踪纪录目标板CPU的执行情况。
Task监控分析哪个任务或者进程入口次数，切换次数，最大， 最小，平均执行时间是多少，可以通过优化任务来优化整个系统
ISR监控分析发生了什么中断，中断次数，中断嵌套等情况。
TaskISR切换监控:分析被测试系统在执行过程的Task切换，ISR发生等线性切换关系。本发明可以解决嵌入式系统测试中的难题，对于提髙嵌入式系统 测试效果和效率，提高产品质量有非常重要的作用，有良好的社会效 益。
权利要求
1、本发明涉及一种嵌入式系统测试方法，采用硬件辅助软件，首先对源代码进行插桩，在特定的地方插入一条语句，然后插桩文件编译下载，在目标板运行，当运行到插桩点的时候，总线上出现特定的信号，数据采集器辅助硬件采集这些插桩点信号，然后打包发送采集点信息到测试结果分析软件，进行结果分析处理，实现嵌入式系统测试，具体包括以下步骤(a)对选定的工程目录或者要测试的特定文件进行插桩，在文件的特定位置插入特定语句，并且生成插桩点数据库文件。(b)数据采集器辅助硬件通过飞线，CPC/CPCI/PMC/VME连接卡，mictor38/mictor190标准连接插座和PPC860/PPC750/PPC603E/M6804专用适配卡等的连接方式，连接到目标板的总线上。(c)当目标板运行到插桩语句的时候，在总线上出现相应的信号，数据采集器辅助硬件捕获到此信号。(d)数据采集器辅助硬件对采集的信号进行打包处理，保存到缓存中，然后通过网口或者USB口发送到测试结果分析软件。(e)测试结果分析软件读取插桩点数据库文件，并结合接收到的采集信号进行测试结果分析覆盖率分析，性能分析，内存泄露分析，数组越界、变量监控，Trace跟踪，Task监控，ISR监控，TaskISR切换监控等。
2、 如权利要求1所述的一种嵌入式系统测试方法，其特征在于 所述的步骤(a)中，插桩的时候插入的是一条语句。
3、 如权利要求1所述的一种嵌入式系统测试方法，其特征在于所述的步骤(b)中，连接目标板和数据采集器硬件的方法有飞线， CPC/CPCI/PMC/VME连接卡，mictor38/mictor190标准连接插座和 PPC860/PPC750/PPC603E/M6804专用适配卡等。
4、 如权利要求1所述的一种嵌入式系统测试方法，其特征在于 所述的步骤(C)中，只有在总线上出现插桩点信号时，才进行数据采集。
5、 如权利要求1所述的一种嵌入式系统测试方法，其特征在于 所述的步骤幼中，从数据采集器辅助硬件上传的采集点数据是打包处 理后的数据，包括采集点值，时间和特定的分割符号。
6、 如权利要求1所述的一种嵌入式系统测试方法，其特征在于所述的步骤(d)中，从数据采集器辅助硬件上传采集数据是通过网口或 者USB 口 。
7、 如权利要求1所述的一种嵌入式系统测试方法，其特征在于所述的步骤间中，接收到的插桩点数据在内存中是以链表形式保存。
8、 如权利要求1所述的一种嵌入式系统测试方法，其特征在于所述的步骤(e)中，覆盖率分析，准确分析哪些函数被执行了，函数中的哪些分支执行过，哪些分支没有被执行到，哪行代码执行过，执行 次数是多少，哪行代码没有执行过。
9、 如权利要求1所述的一种嵌入式系统测试方法，其特征在于所述的步骤(e)中，性能分析，分析函数被调用次数，最大，最小，平均和累计执行时间。
10、 如权利要求1所述的一种嵌入式系统测试方法，其特征在 于所述的步骤(e)中，内存泄露分析准确定位哪个函数调用内存分配函数，哪个函数调用内存释放函数，哪个函数泄露了多少内存。
11、 如权利要求1所述的一种嵌入式系统测试方法，其特征在于所述的步骤(e)中，数组越界，变量监控，准确监控某个数组有无 越界操作，数组值是多少；监控变量的值是多少，变化前后的变量值 分别是多少；某段内存的值是否发生变化，变化前是多少，变化后又 是多少。
12、 如权利要求1所述的一种嵌入式系统测试方法，其特征在 于所述的步骤(e)中，Trace跟踪，详细纪录目标机CPU的执行过程。
13、 如权利要求1所述的一种嵌入式系统测试方法，其特征在 于所述的步骤(e)中，Task监控，分析Task的入口次数，切换次数， 最大，最小，平均和累计执行时间。
14、 如权利要求1所述的一种嵌入式系统测试方法，其特征在 于所述的步骤(e)中，ISR监控，分析ISR的入口次数，最大，最小， 平均和累计执行时间。
15、 如权利要求1所述的一种嵌入式系统测试方法，其特征在 于所述的步骤(e)中，TasklSR切换监控，分析目标机Task，ISR的线性 切换关系。
全文摘要
本发明涉及一种嵌入式系统测试方法，采用硬件辅助软件，首先对源代码进行插桩，在特定的地方插入一条语句，然后插桩文件编译下载，在目标板运行，当运行到插桩点的时候，总线上出现特定的信号，数据采集器辅助硬件采集这些插桩点信号，然后打包发送采集点信息到测试结果分析软件，进行结果分析处理，实现嵌入式系统测试，包括覆盖率分析，性能分析，内存泄露分析，数组越界、变量监控，Trace跟踪，Task监控，ISR监控，TaskISR切换监控等。
文档编号G06F11/36GK101408862SQ200710123818
公开日2009年4月15日 申请日期2007年10月12日 优先权日2007年10月12日
发明者周 李 申请人:周 李