[发明专利]一种嵌入式软件可靠性测试缺陷注入与控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及软件测试领域，尤其涉及一种对嵌入式软件进行软件可靠性测试研究的技术。

背景技术

随着计算机的应用日益广泛，人们对软件质量的要求也越来越高，作为软件质量最重要的一项内容——软件可靠性，自然也受到人们的重视。如何检验软件可靠性是软件可靠性工程的基本问题之一。现阶段定量检验软件可靠性的主要方法是在软件测试阶段对测试过程中收集到的软件可靠性(失效)数据进行建模，以估计软件可靠性实际水平，从而从可靠性角度判断软件何时可停止测试，交付用户验收。

软件可靠性评估主要是基于软件可靠性模型进行。软件可靠性模型旨在根据与软件可靠性(失效)有关的数据以统计方法给出软件可靠性的估计值或预测值。软件可靠性模型发展至今已有20多年的历史了，各种各样的模型不下百余种。不同的模型有不同的前提假设、不同的失效数据收集要求和不同的测试方法，因此需要进行比较，选取最适合被测软件的模型用于可靠性的评估。由于条件所限，这些可靠性模型的优缺点难以验证。

嵌入式软件本身比起一般的软件更加难以测试，尤其应用在航空航天领域的嵌入式软件：庞大复杂、动态实时，软硬件交联带来数据频繁交换，而且有些嵌入式软件可以在无限长的时间内自主运行，不需要有人干预或与人交互。这样的系统难以定义失效是否发生，由于大部分嵌入式软件并不直接面向用户，发生失效后难以获取失效发生的准确时间，不利于软件可靠性模型的验证。

现有软件可靠性理论研究主要依据的是实际产品使用的失效数据，这样导致了软件可靠性研究的对象只能是软件原有的潜在缺陷，难以知道缺陷的分布情况和具体数量，不能随意的控制缺陷，理论研究不具有针对性，对软件可靠性模型和方法的验证造成了一定的困难。

到目前为止，还没有一种针对嵌入式软件进行测试的工具和方法，能够根据可靠性课题研究的需要进行不同类型缺陷的注入，软件运行时对缺陷实现控制和跟踪，在缺陷引起软件失效时报告失效发生的时间。

发明内容

本发明针对目前在嵌入式软件的可靠性研究中，嵌入式软件由于其自身的特点，确定缺陷的发生以及发生时间不易，导致了对嵌入式软件的可靠性模型和方法的验证不容易的问题，提出了一种嵌入式软件可靠性测试缺陷注入与控制方法。

本发明提出的一种嵌入式软件可靠性测试缺陷注入与控制方法，在被测嵌入式软件所在的目标机中设置了缺陷管理模块和通信调度模块，研究人员通过测试平台对被测嵌入式软件进行缺陷注入和控制，具体包括以下步骤：

步骤1，测试平台读取缺陷配置文档，通过网络下发缺陷配置文档给目标机中的通信调度模块。所述的缺陷配置文档主要包括：包含所有缺陷信息的原始缺陷配置信息，记录测试需要打开的缺陷开关标识的缺陷开关配置文档。

步骤2，目标机中的通信调度模块接收到缺陷配置文档后，将缺陷配置文档传送给缺陷管理模块，缺陷管理模块从缺陷开关配置文档中获得测试需要打开的缺陷开关标识，根据获得的缺陷开关标识将被测嵌入式软件中的对应缺陷的开关打开，具体将相应的缺陷开关变量的值置为1。在初始化时全部缺陷的开关变量的值都置为0，缺陷开关变量值为0时表示关闭缺陷，值为1时表示打开缺陷。

步骤3，对被测嵌入式软件进行插桩，标识被测嵌入式软件可能执行的每一条分支路径。

步骤4，对嵌入式软件代码的逻辑关系进行分析，在植入的缺陷可能暴露的位置(该位置处的输出与正常情况下的输出不一致)建立相应的软件缺陷发生的条件判据，并在发生软件失效时，将相应的缺陷号返回。

步骤5，执行被测嵌入式软件，测试平台通过串口传送被测嵌入式软件的输入和输出数据，记录被测嵌入式软件执行的路径信息并对缺陷运行情况进行实时采集。

步骤6，判断是否发生失效，若发生失效，记录缺陷路径、缺陷发生时间和缺陷号，并保存在测试记录文档中，然后执行步骤7；若没有发生失效，继续转步骤5执行。

步骤7：是否需要对缺陷进行重新配置，若需要，则停止测试，通过测试平台或者人工修改缺陷配置文件，然后转步骤1执行；若不需要对缺陷重新配置，则转步骤5继续执行。缺陷跟踪控制与软件功能执行在同步的基础上并行进行，两者采用不同的通道，数据之间不发生冲突。

本发明方法的优点和积极效果在于：