工具 | 实用的嵌入式软件测试工具

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

• 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。

 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

• 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。

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

Rapita Verification Suite (RVS)

• 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

Squish

• Squish：自动化GUI测试
• Squish CoCo：代码覆盖率分析

DT10

• 支持跟踪和检测软件执行过程中的路径、变量和各种中间状态
• 支持监测和分析系统运行过程中的硬件状态并和软件状态同步分析
  
• 支持长达一个月的长时间不间断测试，实时动态更新的覆盖率分析
• 性能测试功能可以细化任意代码模块，并精确到ns
• 不依赖于被测系统的CPU和OS类型
• 支持串口、以太网口、异步总线、GPIO, SPI, SD卡和CAN总线等丰富的接口类型

VectorCAST