嵌入式系统软件实时性测试方法研究

摘要

随着计算机软硬件技术的不断进步，嵌入式系统得到快速发展，并广泛应用于工业控制、信息家电、通信设备、智能仪器仪表等领域。同时，系统的复杂性不断增加，导致嵌入式系统软件的规模和复杂性也随之增长，质量问题日益严重。此外，市场竞争日益激烈，产品的质量成为人们关注的重点。而嵌入式系统软件的开发质量对产品的最终质量起着决定性的影响，嵌入式系统软件的测试是保证嵌入式系统软件正确性和可靠性的最基本和最有效的手段。嵌入式系统软件测试，以及针对嵌入式系统软件性能的可靠性测试、实时性测试等均成为研究的热点。
　　 本文首先介绍了嵌入式系统的特点，给出影响系统实时性的几个重要因素。并结合软件测试，针对嵌入式系统软件的特点，讨论了嵌入式系统软件的测试特点、测试模型、测试环境和测试方法，并就在测试过程中产生的数据如何获取进行了分析，从而试图形成一种针对嵌入式系统软件测试的较为通用的解决方案。
　　 然后以嵌入式系统软件的实时性作为重点，研究了几种常见的嵌入式系统软件性能评估方法，如Rhealstone、Lmbench、Mibench等基准性能评估方法，并分析其优缺点。
　　 最后根据影响系统实时性的重要因素，从任务上下文切换时间、任务抢占时间、信号量混洗时间、死锁解除时间、中断响应时间等方面进行测试，并考虑各种通信机制和不同情况下发生任务抢占的时间，设计测试用例，采用软件和硬件两种不同的计时方法，以μC/OS-II嵌入式操作系统作为软件平台进行了测试，获得一组实时性能参数值，并以图表的形式表现出来，结果比单一的Rhealstone数更直观、更有说服力，计时的精度达到0.02μs。