[发明专利]基于仿真环境的非侵入式嵌入式软件异常处理验证方法

说明书

本发明公开了一种基于仿真环境的非侵入式嵌入式软件异常处理验证方法，包括：搭建嵌入式软件仿真运行环境；设计异常处理验证测试用例，执行异常处理测试用例，采集嵌入式软件异常信息以及对采集的嵌入式软件异常信息进行分析与验证。

技术领域

本发明涉及针对嵌入式软件异常处理机制测试技术，给出了一种基于仿真环境的非侵入式嵌入式软件异常处理验证方法。

背景技术

在高可靠、高安全性的嵌入式应用中，异常处理机制对嵌入式系统的容错性、可靠性起着重要作用；在针对嵌入式系统进行软件测试时，需要验证嵌入式软件异常处理机制。

目前针对嵌入式软件的异常处理验证方法主要有：基于硬件环境的异常验证方式和基于软件插桩的异常验证方式。

基于硬件环境的异常验证方式的典型特点是采用附加的硬件，通过直接物理接触或者辐射、电磁干扰等物理现象将异常激励引入到目标系统中，通过改变目标系统的硬件状态验证软件的异常响应；该种方法在具备较强真实性的同时，存在设计成本高、对硬件影响较大、过程控制困难等特点，适用范围较小。

基于软件插桩的异常验证方式典型特点是通过向目标程序植入监控模块的形式搜集程序执行信息，该种方法改变了目标程序的原始状态，占用了目标系统的计算和存储资源，尤其对基于高频信号处理器的深嵌入式系统，在计算资源有限、实时性要求较高时不再适用。

发明内容

发明的目的在于提供一种基于仿真环境的非侵入式嵌入式软件异常处理验证方法，用于解决现有嵌入式软件动态测试方法无法充分验证嵌入式软件异常处理机制的问题。

本发明一种基于仿真环境的非侵入式嵌入式软件异常处理验证方法，包括：搭建嵌入式软件仿真运行环境；设计异常处理验证测试用例，包括：对嵌入式软件的关键要素进行识别和提取；设计测试用例索引结构设计和异常处理数据；该测试用例索引结构包括：测试用例编号、测试工程信息、测试时间信息、测试人员信息、测试用例格式以及测试用例存储位置；该异常处理数据包括：异常类型、异常触发位置、异常触发时刻以及异常持续时间；以及设计异常处理数据触发形式，异常处理数据触发形式包括基于地址读访问的触发、基于地址写访问的触发、基于全局变量的触发、基于时间点的周期性触发以及基于时间点的非周期性触发；执行异常处理测试用例，包括：将异常处理测试用例运行于嵌入式软件仿真运行环境之上，嵌入式软件的可执行文件作为目标文件，包括仿真环境复位、目标文件加载与解析、测试用例选择与加载以及基于仿真的测试用例执行；仿真环境复位包括：理器内核复位以及外围设备复位，复位过程将重置处理器、内存以及外围设备的寄存器为初始状态；目标文件加载与解析包括：通过仿真运行环境存储系统仿真接口实现目标文件位置和路径的选择，通过解析目标文件实现目标文件到虚拟环境的映射；以及测试用例选择与加载包括：通过测试用例索引结构，根据需要选择单个测试用例或者多个测试用例；将测试用例加载到仿真运行环境中；在目标文件及测试用例加载完毕后对信息采集结构进行初始化；采集嵌入式软件异常信息；以及对采集的嵌入式软件异常信息进行分析与验证。

根据本发明的基于仿真环境的非侵入式嵌入式软件异常处理验证方法的一实施例，其中，该关键要素包括全局变量、寄存器地址、内存排列以及函数地址的信息。

根据本发明的基于仿真环境的非侵入式嵌入式软件异常处理验证方法的一实施例，其中，该嵌入式软件仿真运行环境包括：目标处理器内核指令集仿真模块，用于进行目标指令的动态二进制编译；嵌入式系统外设仿真模块，用于向目标处理器内核指令仿真模块以模拟外设的形式提供输入输出接口；仿真过程控制模块，用于协调目标处理器内核以及外设的仿真过程；测试数据输入接口，用于将测试数据直接输入给目标处理器内核指令集仿真模块。