基于OSEK/VDX标准的嵌入式操作系统一致性没谱测试研究

摘要

汽车电子嵌入式操作系统是汽车电子控制系统中的关键核心技术之一，随着OSEK/VDX标准的逐步推广应用，国内外很多厂商正从事OSEK/VDX嵌入式操作系统的研发工作。为检验各个不同厂商的实现是否与OSEK/VDX标准保持一致，需要进行一致性测试。
　　 传统的一致性测试方法往往忽略代码的静态分析，从而错失了早期发现潜在缺陷的时机；在测试生成方法上，常用形式描述语言和基于状态模型两种生成方法，不仅需要额外的语言和建模工作，并且在规范比较复杂的情况下，很可能带来状态爆炸的问题。针对这些问题，本文在深入分析OSKE/VDX OS规范的基础上，采用软件测试技术，较为深入地研究了基于OSKE/VDX规范的嵌入式操作系统一致性测试的方法和策略。具体工作如下：
　　 (1)综述了OSKE/VDX OS一致性测试的研究现状和存在的问题，并概述了软件测试的一般方法，为论文的一致性测试方法与实现奠定理论基础。
　　 (2)分析了OSKE/VDX OS一致性测试的需求和测试难点，提出了适合于OSKE/VDX嵌入式操作系统的一致性测试方法和策略：遵循静态分析与动态测试结合的测试原则，采用单元测试和组合测试两个阶段进行OS接口的一致性测试；在等价类划分、因果关系图用例生成技术的基础上，采用分类树方法来构造一致性测试用例集；采用比较通用且设计简单的串口通信方式来采集测试数据。
　　 (3)针对OSEK/VDX OS的一致性测试必须“重现”种种可能运行情况而带来用例数量多的特点，本文利用分类树法来设计OSEK/VDX OS一致性测试用例。该方法在深入研究OSEK/VDX OS各个模块功能、执行条件、执行动作等需求的基础上，分类划分出一致性测试的输入域，并分析输入域的相互关系，最后通过CTE工具自动生成精简的测试用例。
　　 (4)完成了样本分析软件的设计工作，该软件能够接收底层发送上来的测试数据，并对测试数据进行分解、对比、分析处理，最后显示和保存测试结果，提高了一致性测试执行、分析的效率。
　　 (5)最后以汽车电子与嵌入式系统工程研究中心自主开发的AutoOSEK为测试应用对象，实现了基于OSEK/VDX标准的嵌入式操作系统一致性测试，其中资源管理用例从576个精简到18个，在.AutoOSEK的142个测试项中检测到缺陷29个，缺陷率为20％。结果表明了本文提出的一致性测试方法和策略具有可行性和有效性。