[发明专利]一种基于嵌入式模拟器的测试桩获取方法

说明书

技术领域

本发明属于嵌入式系统测试技术领域，具体涉及一种基于嵌入式模拟器的测试桩获取方 法的设计与实现。该方法针对通用ARM内核模拟器ARMulator进行设计，能有效进行基于ARM 内核的嵌入式软件测试。将此方法应用到基于宿主机的嵌入式软件测试中，能使嵌入式系统 开发过程中的软硬件开发同步，以缩短整个系统的开发时间。

背景技术

在嵌入式系统的开发中，嵌入式软件只能运行于特定的目标系统上，无法直接在宿主机 平台上进行开发与测试，因此一般在原型板调试时才开始进行底层嵌入式软件的调试工作。 为了加快项目的开发进度，确保嵌入式软件的质量，应该在硬件原型板制板之前开始嵌入式 软件模块调试，即在没有硬件原型板时先尽可能地调试并解决嵌入式软件编程方面的错误。 嵌入式系统的一般开发流程如图1所示，硬件与软件的开发为串行模式。

将嵌入式模拟器应用于嵌入式软件的开发与测试，能使得软件与硬件并行开发。嵌入式 模拟器模拟了芯片指令集的运行，每取出一条被测程序的指令，嵌入式模拟器均将其替换为 一段宿主机程序，在执行过程中修改嵌入式模拟器中相应的寄存器、端口及内存单元的内容， 以此来模拟被测程序的执行过程。采用嵌入式模拟器进行基于宿主机的嵌入式系统开发流程 如图2所示，硬件与软件的开发为并行模式。不采用嵌入式模拟器进行嵌入式软件开发，嵌 入式软件、嵌入式芯片、宿主机三者的关系如图3所示；采用嵌入式模拟器进行嵌入式软件 开发，嵌入式软件、嵌入式模拟器、宿主机三者的关系如图4所示。

白盒测试分为：覆盖率测试，分支测试，条件测试等，实现这些测试的最常用方法是： 对被测源程序进行插桩，插桩完毕的程序通过编译链接，生成可执行代码，在运行过程中， 即时的将桩数据发送出来，由桩获取器获取桩数据并进行分析，得到动态的覆盖率和程序执 行情况。

国内外已有若干较成熟的嵌入式模拟器，如ARM公司的ARMmulator，同济大学开发的 Proemulator中针对ARM芯片的指令模拟器，清华大学Sky Eye项目中的指令模拟器，Linux 上的开源软件GDB ARMulator。鉴于ARM处理器在消费类电子产品中已占据了绝对优势，因 此本发明针对ARM模拟器研究桩数据的获取方法。ARM公司提供专门用于ARM相关应用开发 和调试的综合性软件ARM Developer Suite(ADS)，ADS支持嵌入式软件在线调试与基于宿主 平台的调试：

1.嵌入式软件在线调试时，ADS通过JTAG标准调试接口连接硬件开发板，将嵌入式 软件中对端口的访问内容传递到硬件开发板上。这种调试是在硬件开发板已经实现 的基础上进行的，并不能缩短嵌入式系统的开发周期；

2.在基于宿主平台调试时，嵌入式软件运行在ADS提供的嵌入式模拟器ARMulator上。 ARMulator不仅可以模拟ARM处理器的体系结构和指令集，还可以模拟存储器，寄 存器，例如中断控制器和定时器等，这样就模拟了一个嵌入式开发最小子系统。

ARMulator模拟器结构图如图5所示。

要使得软件和硬件同步开发，可采用基于嵌入式模拟器的开发与测试。如何基于ADS中 提供的ARMulator模拟器获取测试桩，是本发明解决的最主要问题。

目前国内针对嵌入式软件的测试方案几乎才起步，多处于研究阶段；本发明提出了一种 基于嵌入式模拟器ARMulator的测试桩获取方法，能有效的进行嵌入式软件测试，使得基于 ARM核的嵌入式软件都能基于该方法进行测试。此方法填补了国内在该领域的空白，必将对 嵌入式软件测试技术的发展、嵌入式产品的开发产生积极的影响。

发明内容

本发明为了解决嵌入式开发过程中，在嵌入式平台还未搭建起来时，嵌入式软件无法进 行测试的问题，提出了一种基于嵌入式模拟器ARMulator的测试桩获取方法，实现了桩数据 的即时发送和接收，并基于该方法搭建了嵌入式软件测试平台，使得基于ARM核的嵌入式软 件能在宿主机上实现测试。基于嵌入式模拟器ARMulator的测试桩获取方法如图6所示。

本发明在设计与实现过程中，主要解决的技术问题主要包括以下几个方面：

1.要实现对被测软件的白盒测试，需对被测软件进行插桩。插桩位置和桩数据的设计， 对软件的测试至关重要；