嵌入式ADA交叉测试环境构建技术设计与应用

摘要

嵌入式系统本身就是一个软硬件高度结合的产物。随着嵌入式应用的广泛发展，硬件环境之间差异也逐渐增大。并且ADA程序设计语言，是由美国国防部主持开发，作为针对大型的、长寿命应用设计的一种通用的现代编程语言，尤其是在可靠性和高效性要求较高的嵌入式系统中在国外应用比较广泛。而目前国内也逐步在吸取国外的经验与技术，逐步推广ADA的应用。 而当前的嵌入式开发系统大都以交叉开发(cross-development)为特征，对硬件平台依赖性强。软件的开发与硬件环境的构造相互影响，错误难以定位，软件功能的调试和性能测试不能及时完成，极大影响开发进度，降低软件质量。因此，嵌入式测试工具的集成度和可用性直接关系到嵌入式系统的开发效率，保障嵌入式系统软件的质量。 本文根据嵌入式软件开发的特点，深入研究了嵌入式软件测试的理论与方法。通过对ADA语言的特点和她的运行时系统(RTS)的结构与功能分析，对其高度可移植性和稳定性进行深入分析，并在此基础上完成了对ADA交叉编译系统的生成与配置。在嵌入式ADA交叉测试系统的分析中，本系统在两个方面做了探讨，一是在开发系统裸机的情况下采用ADA语言；另一种方式是在开发系统中采用如VxWorks、RTEMS这样的实时操作系统下如何完成ADA交叉测试系统的构建过程。构建了嵌入式ADA交叉测试的统一测试平台。 本文首先论述了ADA语言的发展与基本特征和与其它语言特性的比较，及其对嵌入式系统的支持与应用特点。然后对ADA运行时系统进行了详细的分析。提供了ADA交叉编译系统与运行时系统设计的理论框架。其次，阐述了嵌入式软件测试的特点及其基本对策，之后对嵌入式系统测试环境(Test Environment)的分类与特点进行了详细的分析，对嵌入式软件的测评方法进行了简要的论述。论文的最后，根据前文对嵌入式系统的分析，论述了嵌入式程序调试器的功能特点，从而提出了构建嵌入式ADA交叉开发、调试、测试环境。包括本地与交叉调试器(Cross Debugger)的生成与安装，对嵌入式ADA程序测试的基本工作流程的分析，另外还有对目标机监控程序的分析与调试，以及系统的应用方式与功能特点。 本测试系统通过与目标机监控程序(MONITOR)的连接实现主机与目标机通信机制，采用程序断点的方式控制目标程序来实现对被测程序的测试，消除被测程序在采用插桩方式下的代码膨胀，更好的体现程序的真实性能。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1研究背景与现实意义

1.2嵌入式软件测试的发展

1.3嵌入式软件测试技术的现状

1.4研究内容与文章结构

第2章ADA语言与嵌入式测试分析

2.1 ADA语言的产生及其特征

2.1.1 ADA语言的产生

2.1.2 ADA语言的基本特征

2.2 ADA和C/C++的比较

2.3嵌入式ADA在国内外产品中的技术应用

2.3.1 CodeTest

2.3.2 DDC-I

2.3.3 ADACore

2.3.4 CRESTS系列产品

2.4嵌入式软件测试特点及基本对策

2.5嵌入式软件测试环境

2.5.1系统联试环境

2.5.2半实物仿真实验台

2.5.3半实物测试台

2.5.4嵌入式软件开发环境

2.5.5全数字仿真测试环境技术

2.6嵌入式软件测试的主要分类

2.6.1黑盒测试

2.6.2白盒测试

2.6.3灰盒测试

2.7嵌入式软件测试的主要评测方法

2.7.1覆盖评测

2.7.2嵌入式软件测试质量评测方法

2.8本章小结

第3章嵌入式ADA语言运行时系统分析

3.1基于GNU的ADA运行时系统分析

3.1.1 GNAT项目的构成

3.1.2 GNAT编译器构成

3.1.3 ADA运行时系统分析

3.2 DDCI运行时系统分析

3.3本章小结

第4章ADA交叉测试环境的设计

4.1嵌入式软件开发环境概述

4.2嵌入式软件交叉调试技术分析

4.2.1调试器的远程调试功能

4.2.2远程调试建立的条件

4.2.3调试双方数据包的传送格式

4.2.4目标监控程序Monitor的工作流程

4.3 ADA语言运行时系统的设计

4.3.1运行时系统目标机无关库

4.3.2运行时系统可配置部分

4.4 ADA交叉测试环境的结构设计

4.4.1ADA交叉测试系统总体结构设计

4.4.2裸板系统与带操作系统的结构分析

4.4.3ADA交叉测试环境模块分析

4.4.4基于TCL的测试用例的构建与管理

4.5本章小结

第5章ADA交叉测试环境在Intel486平台的应用

5.1硬件平台与实时操作系统的选择

5.2 ADA编译器的生成与安装

5.3 ADA交叉调试器的生成

5.4 STEMS执行体的生成与安装

5.5 Intel目标机的嵌入式ADA程序引导方式

5.5.1 PC机启动盘验证目标程序

5.5.2 Debug Monitor监控目标程序

5.6嵌入式ADA程序测试环境的应用

5.6.1被测程序的编译

5.6.2目标程序静态测试

5.6.3目标程序动态测试

5.7本章小结

结论

参考文献

致谢