[转载]嵌入测试

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嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术和各个行业的具体应
用相结合后的产物，这一点就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分
散、不断创新的知识集成系统。
今天嵌入式系统带来的工业年产值已超过了1万亿美元，1997年来自美国嵌入式
系统大会(Embedded System Conference)的报告指出，未来5年仅基于嵌入式计
算机系统的全数字电视产品，就将在美国产生一个每年1500亿美元的新市场。
美国汽车大王福特公司的高级经理也曾宣称，“福特出售的‘计算能力’已超过
了IBM”，由此可以想见嵌入式计算机工业的规模和广度。1998年11月在美国
加州圣*何塞举行的嵌入式系统大会上，基于RTOS的Embedded Internet成为一个
技术新热点。
美国著名未来学家尼葛洛庞帝99年1月访华时预言，4～5年后嵌入式智能(电脑)
工具将是PC和因特网之后最伟大的发明。我国著名嵌入式系统专家沈绪榜院士
98年11月在武汉全国第11次微机学术交流会上发表的《计算机的发展与技术》一
文中，对未来10年以嵌入式芯片为基础的计算机工业进行了科学的阐述和展望。
3 嵌入式系统工业的特点和要求
(Embedded System Industry, ESI)
3.1 嵌入式系统工业是不可垄断的高度分散的工业
从某种意义上来说，通用计算机行业的技术是垄断的。占整个计算机行业90%的
PC产业，80%采用Intel的8x86体系结构，芯片基本上出自Intel，AMD，Cyrix等
几家公司。在几乎每台计算机必备的操作系统和文字处理器方面，Microsoft的
Windows及Word占80-90%，凭借操作系统还可以搭配其它应用程序。因此当代的
通用计算机工业的基础被认为是由Wintel(Microsoft和Intel 90年代初建立的
联盟)垄断的工业。
嵌入式系统则不同，它是一个分散的工业，充满了竞争、机遇与创新，没有哪
一个系列的处理器和操作系统能够垄断全部市场。即便在体系结构上存在着主
流，但各不相同的应用领域决定了不可能有少数公司、少数产品垄断全部市场。
因此嵌入式系统领域的产品和技术，必然是高度分散的，留给各个行业的中小
规模高技术公司的创新余地很大。另外，社会上的各个应用领域是在不断向前
发展的，要求其中的嵌入式处理器核心也同步发展，这也构成了推动嵌入式工
业发展的强大动力。
嵌入式系统工业的基础是以应用为中心的“芯片”设计和面向应用的软件产品
开发。
3.2 嵌入式系统具有的产品特征
嵌入式系统是面向用户、面向产品、面向应用的，如果独立于应用自行发展，
则会失去市场。嵌入式处理器的功耗、体积、成本、可靠性、速度、处理能力、
电磁兼容性等方面均受到应用要求的制约，这些也是各个半导体厂商之间竞争
的热点。
和通用计算机不同，嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计，量体裁衣、
去除冗余，力争在同样的硅片面积上实现更高的性能，这样才能在具体应用对
处理器的选择面前更具有竞争力。嵌入式处理器要针对用户的具体需求，对芯
片配置进行裁剪和添加才能达到理想的性能；但同时还受用户订货量的制约。
因此不同的处理器面向的用户是不一样的，可能是一般用户，行业用户或单一
用户。
嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起，它的升级换代也是和具体产品同步
进行，因此嵌入式系统产品一旦进入市场，具有较长的生命周期。嵌入式系统
中的软件，一般都固化在只读存储器中，而不是以磁盘为载体，可以随意更换，
所以嵌入式系统的应用软件生命周期也和嵌入式产品一样长。另外，各个行业
的应用系统和产品，和通用计算机软件不同，很少发生突然性的跳跃，嵌入式
系统中的软件也因此更强调可继承性和技术衔接性，发展比较稳定。
嵌入式处理器的发展也体现出稳定性，一个体系一般要存在8-10年的时间。一
个体系结构及其相关的片上外设、开发工具、库函数、嵌入式应用产品是一套
复杂的知识系统，用户和半导体厂商都不会轻易地放弃一种处理器。
3.3 嵌入式系统软件的特征
嵌入式处理器的应用软件是实现嵌入式系统功能的关键，对嵌入式处理器系统
软件和应用软件的要求也和通用计算机有所不同。
(1) 软件要求固态化存储
为了提高执行速度和系统可靠性，嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯
片或单片机本身中，而不是存贮于磁盘等载体中。
(2) 软件代码高质量、高可靠性
尽管半导体技术的发展使处理器速度不断提高、片上存储器容量不断增加，但
在大多数应用中，存储空间仍然是宝贵的，还存在实时性的要求。为此要求程
序编写和编译工具的质量要高，以减少程序二进制代码长度、提高执行速度。
(3) 系统软件(OS)的高实时性是基本要求
在多任务嵌入式系统中，对重要性各不相同的任务进行统筹兼顾的合理调度是
保证每个任务及时执行的关键，单纯通过提高处理器速度是无法完成和没有效
率的，这种任务调度只能由优化编写的系统软件来完成，因此系统软件的高实
时性是基本要求。
(4) 多任务操作系统是知识集成的平台和走向工业标准化道路的基础
3.4 嵌入式系统开发需要开发工具和环境
通用计算机具有完善的人机接口界面，在上面增加一些开发应用程序和环境即
可进行对自身的开发。而嵌入式系统本身不具备自举开发能力，即使设计完成
以后用户通常也是不能对其中的程序功能进行修改的，必须有一套开发工具和
环境才能进行开发，这些工具和环境一般是基于通用计算机上的软硬件设备以
及各种逻辑分析仪、混合信号示波器等。
3.5 嵌入式系统软件需要RTOS开发平台
通用计算机具有完善的操作系统和应用程序接口(API)，是计算机基本组成不可
分离的一部分，应用程序的开发以及完成后的软件都在OS平台上面运行，但一
般不是实时的。嵌入式系统则不同，应用程序可以没有操作系统直接在芯片上
运行；但是为了合理地调度多任务、利用系统资源、系统函数以及和专家库函
数接口，用户必须自行选配RTOS开发平台，这样才能保证程序执行的实时性、
可靠性，并减少开发时间，保障软件质量。
3.6 嵌入式系统开发人员以应用专家为主
通用计算机的开发人员一般是计算机科学或计算机工程方面的专业人士，而嵌入式
系统则是要和各个不同行业的应用相结合的，要求更多的计算机以外的专业知识，
其开发人员往往是各个应用领域的专家。因此开发工具的易学、易用、可靠、高效
是基本要求。
结 语
中国的单片机应用和嵌入式系统开发走过了15年的历程，有超过10万名从事单片机
开发应用的工程师，但95%以上是3~5个人的小组以孤军奋战的封闭方式开发几乎
不可重用的软件。今天面对的是嵌入式系统工业化的潮流，如果我们不能认清嵌入
式软件必须以工业化的方式生产开发，不理解在短时间内装配集成“数百人年”
嵌入式产品软件库固化于芯片之中的方法，那么我们将失去更多“上游”产品的
市场机遇；反之在我国大力推动和建设“嵌入式软件工厂”，使我国的嵌入式软件
库(零件)产品化并溶入国际市场，对加速知识创新和建立面向21世纪的知识经济
--


嵌入式计算机系统的展望
中国计算机学会微机专业委员会主任 中国科学院院士沈绪榜
　　从使用角度来说，计算机可分为两类：一类是独立使用的计算机系统，如个人计算
机、工作站等；一类是嵌入式计算机系统，它是作为其他系统的组成部分使用的。不管
是哪一种计算机系统，要能够迅速地向前发展，都必须满足五个简单而又基本的条件：
一是经济性，计算机要很便宜，让更多的人能买得起；二是小型化，人们携带起来方便
；三是可靠性，能够在一般环境条件下或者是苛刻的环境条件下运行；四是高速度，能
够迅速地完成数据计算或数据传输；五是智能性，使人们用起来更习惯，对人们更有使
用价值。不过，对不少应用来说，嵌入式计算机系统对这些基本条件的要求往往是更苛
刻的。这可以从一些嵌入式系统的成功与失败的例子清楚地看出来。所以，这里就从这
五个基本条件出发，展望一下嵌入式系统发展的未来。
　　就经济性来说，个人计算机的普及要算是一个典型的成功例子。可惜的是，Xerox的
管理人员于70年代初实施其无纸办公室的计划时，虽然首先开发了个人计算机，但他们
认为这种计算机对一般人来说可能是太贵了，因而没有制造与发展个人计算机。自动付
款机系统要算是一个典型的失败例子。它要求超市中的每件商品都有一个存贮商品价钱
的芯片。当商品小推车经过记账出口时，一个无线电信号使芯片传出它的价钱信息以自
动记账。当信用卡"扫过"时，就给出清单，这样记账时就不用排队了。这个系统未得到
使用，就是因为芯片的价钱还是太贵了。芯片技术能降低电子产品成本的速度，就连当
代电子学革命之父，2000年诺贝尔物理奖获得者杰克·基尔比也没有想到，他在1959年
发明的芯片技术，会将电子产品的成本降低到了百万分之一的地步。芯片技术的这种神
奇的作用，恐怕就是摩尔预言神奇般灵验的主要原因之一吧！难怪尽管发展芯片技术的
耗资是惊人的巨大，发达国家还是力争在芯片技术的竞争中要永远保持领先的地位，以
便能主宰世界信息技术的发展。

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就小型化来说，需要人们携带的电子产品，如心脏启博器，小型化要求就非常明显
了。电子产品的小型化程度也是受芯片技术的发展水平限制的。尽管到2015年微米技术
将达到它的物理极限，但仍然有许多应用还有待芯片技术的进一步微型化，使其功能密
度的进一步提高。为此，MEMS技术、系统芯片技术得到了发展。不仅如此，人们还在致
力于纳米技术与生物技术研究，以期能使芯片技术有可能达到更高的微型化程度。例如
，日本人的研究目标是"制造出能进入管道内进行检修的微型机械，能进入血管内进行手
术的微型机器人，生产微型机器人，生产微型机械部件的超小型化工厂，确保日本在未
来微机械加工领域的领导地位，在基础研究方面实现纳米技术的Ogata计划"。由于嵌入
式系统是针对特定应用对象设计的，利用这一情况，嵌入式微处理器的设计一般都具有
结构多样性与应用灵活性的两大特点。为了微型化，低功耗也是一个重要的性能指标。
　　就可靠性来说，对于常规条件下使用的家电产品等，现在的芯片技术已使产品的可
靠性达到了非常令人满意的程度。但对太空、人体等特殊环境下使用的产品的长寿命要
求，仍然不是一项容易实现的指标，还有待于芯片技术的进一步发展与完善。
　　就高速度来说， 应用对它的要求似乎没有止境，许多人工智能应用就是受到了计算
速度的限制。对互联网来说，很多应用还是受到传输速度的限制，加密解密就是一个很
重要的例子。也许人们常常提到的量子计算技术才能解决这个高性能要求的问题。
　　就智能性来说，现代的芯片计算机可以进行逻辑、符号和语言处理等这些被认为是
大脑左半球的功能，而且达到了人类自己都感到惊奇的程度。但如何实现与有生命的组
织一样灵活而精细的信息处理能力，如发现缺陷、识别和改正错误之类的生物功能等问
题，目前尚未找到有效的途径。更不用说，各种生命形式中的自律性、自组织、自更新
和自发展等最典型的生物功能如何在当前的芯片计算机中实现了。硅基芯片是人类智慧
的结晶，它正在不断地实现各种人类自身功能的延伸。模糊推理芯片确实使智能家电得
到了大力发展，神经网络芯片则在模拟人类的学习功能上迈进了一大步。芯片是智能化
的支柱，人们不仅利用它研制智能的机器，改造客观的世界，而且也在利用它研制嵌入
到人体内的产品，修补人体的缺陷，增进自身的健康。
　　综上所述，嵌入式系统的发展主要体现在芯片技术的进步上，以及在芯片技术限制
下的算法与软件的进步上。今天正在开发的嵌入式系统，到底哪些明天定会取得应用上
的成功，这是很难预料的。因为这不仅要取决于技术的因素，还要取决于社会的因素。
虽然预测未来是困难的，但不管怎样，展望未来，明天的嵌入式系统将会比今天的更便
宜、更小巧、更可靠、更高效而且更智能化，因为这毕竟是它赖以发展并为人类所最能
接受的简单而基本的条件。所以从技术上来看，沿着这五个简单而基本的条件努力，恐
怕是势在必行不可忽视的。


嵌入式系统的产品可是最大的最多的，在日常电器中，我们的数字式产品，比如电饭锅，微波炉，数字式录音机，播放机，但是为什么嵌入式系统测试如此冷落？是我们的产品已经达到炉火纯青？不再需要测试？其实不是，这里只能说明一点：我们的工作只能在高端，对下面一无所知，都是人家已经作好了，我们 只是装配，中国将成为世界加工厂，这点不假，但是我们不能总是为人家加工、装配


嵌入式的测试方案
trace
可到www.superst.com上下载CodeTest嵌入式...杂敕治鼋饩龇桨?/a>
美国AMC公司采用了专利——插桩技术开发出专为嵌入式开发者设计的高性能测试工具CodeTEST，它可以用于本机测试（native）或在线测试( in-circuit).
CodeTEST系列包括三种嵌入式软件测试和分析工具：CodeTEST Native，CodeTEST Software-In-Circuit和CodeTEST Hardtware –In -Circuit。其中每一种工具代表了嵌入式系统开发的每一个周期的不同开发阶段。我们以标号1、2、3来表示：

在开发阶段1，由于是开发的早期，没有目标硬件，所应采用的工是桌面工具。
在开发阶段2，由于此时已开始，系统的集成工作，硬件开发板已出现。
在开发阶段3，此时项目已处于系统测试或确认阶段，任何疏忽、质量问题和性能缺现都会影响产品的发布、销售和盈利。
CodeTEST系列可以满足你选择适合自己测试类型：纯软件，驻留IDE硬件探头或同时选择以上所有三个测试的类型。
CodeTEST的突出特点：
性能分析可以实现代码的精确的可视化，从而大大提高提高工作效率，简化软件确认和查找故障的过程，
内存分析可以监视内存的使用，提前查处内存的泄漏，从而节约你宝贵的时间和成本。
代码追踪可以进行三个不同层次的软件运行追踪，甚至是追踪处理器内部的Cache，这样可以更容易的查找问题所在。
高级覆盖工具可以通过确认高隐患的代码段，显示哪些函数、代码块、语句、决策条件和条件以执行过或未执行过，来提高产品的质量。高级覆盖工具完全符合高要求的软件测试标准（如：R CTA/DO-178B，A级标准），可以实现语句覆盖、决策覆盖和可变条件的决策覆盖。

CodeTEST在各开发阶段的应用
CodeTEST Native
在早期的开发阶段，采用CodeTEST Native的插桩器可以实现较快的软件测试和分析。虽然此阶段的测试和分析不是实时测试，但这是没有目标硬件连接时的最好的分析和查找问题的最好方法。采用C odeTEST，可以提高软件测试的代码覆盖率、查找和分析内存的泄漏和深度追踪来确保软件的正常运行。

CodeTEST Software-In-Circuit
当有硬件连接到测试系统时，我们就可以采用“target hardware”工具了。一般说来，在这一阶段，逻辑分析仪、仿真器和纯软件工具是用来确定系统是否正常工作，但是采用这些工具测试软件往往增加了工程师工作的难度和压力。而采用C odeTEST Software-In –Circuit，通过目标代理（tragrt agent）来测试和分析目标硬件就不需要硬件工具。
CodeTEST Software-In–Circuit插桩器还可以很方便的让你从CodeTEST Native的desktop-stimulated测试跳转到目标硬件的实时测试。跳转后，插桩器、脚本的文件格式和数据不受Native环境影响。而且，就学习N ative和CodeTEST Software-In –Circuit的测试方法而言是差不多的。对于大多数在这两种开发阶段使用过其他的工具的开发者，CodeTEST可以大大节约开发的时间。
虽然CodeTEST Software-In –Circuit工具链不提供外部硬件测试系统的细节情况，但它为硬件的探测的难题提供了解决方案，提供了强大的代码覆盖实时工具、内存分析和软件追踪，而且在真实硬件环境中运行，价格低廉。
CodeTEST Hardtware-In-Circuit
当你进入此阶段时，你需要一组能提供监视软件测试深度和精确度的的工具链。带有的Bugs和错误的程序必须修改、升级或更新。
CodeTEST Hardtware-In-Circuit工具链采用外部硬件辅助和相应的通讯系统来实现最大程度的软件实时测试。
与逻辑分析仪和仿真器不同，CodeTEST Hardtware-In-Circuit具有处理目前复杂嵌入式系统的实时测试的能力。CodeTEST外置探测的硬件系统主要包括控制和数据处理器、大容量内存和可编程的升级定时器，因此大型测试的时间精度可在+ /-50ns内。
CodeTEST Hardtware-In-Circuit除了提供测试代码覆盖率、内存分析和追踪分析，它的精确的实时测试能力还可以帮你查出软件性能和质量上的问题所在。

完全的解决方案

CodeTEST家族提供了六大独立的软件模块：CodeTEST性能分析，
CodeTEST 内存分析，CodeTEST代码跟踪，CodeTEST语句覆盖，CodeTEST决策覆盖，CodeTEST可变条件决策覆盖。这些模块你可以自由的选择，来满足你对可视化的要求。
CodeTEST性能
（CodeTEST可以确定调试代码时那一段代码花费较多时间，这样就可以更容易地监控所有程序的执行。）
由于CodeTEST可同时实时监视32，000个函数和1000各任务，因此它可以监控大型程序中每一个子程序的执行。而现有的调试工具通常采用采样技术，因此只能对部分代码和程序进行分析。在每次监视过程中，C odeTEST可以监视所有的应用程序，探测程序执行的瓶颈所在。它不仅可以显示出程序和函数执行最坏情况和最好情况所花的时间，而且还可以显示任务、函数及函数相互调用关系的所有结果。通过性能分析的排序列表，你可以很容易的确定你哪一部分程序需要修改。
CodeTEST内存分析
（CodeTEST内存分析可以动态追踪内存分配，报告内存出错和相应的原始数据。）
CodeTEST内存分析解决了难以追踪动态内存分配问题。它不仅可以报告为程序中每条语句分配多少字节的内存（当程序运行时），而且它还可以鉴别2 0多种内存分配错误。例如，CodeTEST内存分析可以捕捉像“释放空指针（freeing a null pointer）”一样常见的程序错误，报告发生错误的函数和代码行。而相比而言，现有的调试工具需要进行上百次的代码追踪和监视，花数周的的时间才能探测一个程序问题的所在。
CodeTEST代码跟踪

（多追踪窗口观察可以简化程序设计流程，实现程序设计的规范化。）
CodeTEST代码追踪把深度追踪和面向Software的简化运用特点结合起来。该工具可以从三个不同的抽象层次显示程序执行过程：1）高级，显示R TOS事件和函数执行的入口和出口。2）控制流程级，显示在每个函数执行到哪一语句。3）原码级，显示每条执行过的C或C++语句。
CodeTEST具有专为软件工程师设计的触发（trigger）和存贮（storage）功能。你完全可以避开采用其它调试工具复杂的设置，只需根据确定一个任务中R TOS任务和函数等级来选择所需要追踪的软件内容。CodeTEST具有强大的触发功能，包括内存分配错误触发。由于CodeTEST可以记录每一条代码行执行的时间（t imestamp），因此你可以很容易的确定函数中每个循环执行的时间。
如果你想标识出追踪过程中你感兴趣的事件，你还可以在你的代码中插入用户定义的标记（tags）。这些标记和时间记录（timestamp）会在追踪过程中显示出来，而且你可以观察追踪过程中指定变量的值。
CodeTEST-ACT（先进的代码覆盖工具）
（CodeTEST覆盖可以显示程序中覆盖过的函数以及代码的总覆盖率。）
代码覆盖是一种可以确定在一个特定的测试过程中，哪一部分程序执行过，而哪一部分程序未被执行过的技术。
CodeTEST-ACT提供了一种交互式界面，该界面可以在程序运行时显示出程序、函数和源代码的语句覆盖（SC）情况。此外，CodeTEST-ACT 独特之处是它在测试过程中提供了一张可以显示覆盖程度的覆盖率趋势图，该图可以让你确定花多少时间就可以是完成一个特定等级的代码覆盖。这样，一旦覆盖率的峰值一到你就可以终止测试，从而避开了测试中多余的和低效的部分，大大的缩短了测试的时间。
CodeTEST-ACT除了可以显示代码段执行的语句覆盖外，还提供了决策覆盖（DC）和条件决策覆盖（MCDC）的功能。
CodeTEST-ACT可以为不同等级的测试提供清晰的分析报告：CodeTEST SC提供语句覆盖分析和SC报告；CodeTEST DC不仅提供语覆盖分析和SC报告，而且还提供RTCA/DO-178 Level B测试标准所需的决策覆盖分析和DC报告；CodeTEST MCDC不仅包括SCHEDC报告，还提供了进行Level A测试所需的MCDC分析和报告。
查桩器的性能分析

你可以根据程序执行的流程和操作（包括RTOS、函数和程序跳转分支及源程序的组织结构）来决定你对可见性需要程度。而这些需要可以通过对原程序插桩来实现, 而且插桩时插入原程序的语句与编写原代码语言很相近。
以往的解决方案是基于微处理器、总线信息和片内Cache，在总线上提前抓取信号。而CodeTEST可视化解决方案是基于软件插桩器实现的。采用插桩器，你用不着猜测关键的代码在哪，一切一目了然。
CodeTEST自动插桩技术可以无需修改源代码而直接把插桩器插入应用软件中。你可以决定那些代码要插桩，要进行哪些测试。当插桩器在处理器中运行时，它会产生特定的实时可视标签（t ags）。打完桩后关闭插桩器，这样就生成插桩版本（on-target）的新程序，而且你完全没必要删除这些可视标签。自动插桩器可以让你很容易地给大量代码插桩，而且它的可增加标签的特点可以在你需要修改b ugs或编辑文件时很快的重新插桩。在插桩的标签信息送回主机后，你就可以在程序运行时看到代码执行的精确流程。CodeTEST的解决方案不占用目标板上的处理器，可以独立于目标板的C ache运行，并且不受内存的影响。目前，在所有的测试工具中，只用CodeTEST插桩技术支持各开发阶段的软件测试和分析。

bobli

又是填补空白，多谢

paradise

多多指教!我也是嵌入式方面测试,主要基于PALM,PDA方面得测试,新手,希望多多指教!
小女子先谢谢了!:p

longstar

内容覆盖很广啊，谢谢

shisbn

又是CodeTest，这套产品太贵了，一百多万人民币呢！

Fuli

好！

chatboy008

我联系codetest代理商，他们爱理不理，呵呵

time

急人之所急啊

傻傻

傻傻

我们实验室刚买了几套总共花了200多万，我正在学的就是codetest，的确很棒的：）

linglingfan

楼主的帖子很好亚，赞一个！
可惜codetest没有用过，傻傻同学，能不能把你的开发和测试经验和大家共享一下呀，！！

superinst

Originally posted by chatboy008 at 2004-9-16 01:11 PM:
我联系codetest代理商，他们爱理不理，呵呵

谁这么牛B，爱理不理？？网上搜的？还是厂家推荐的？

rox

Rational那套更贵,长知识了谢了

limei

paradise你好：
    我也是做嵌入式测试的，我测试的也是PDA，我想问问你，你是怎么测试的啊？你们写测试用例吗？你们的测试流程是怎么样的啊？希望你给我回复！！谢谢

sanss

黑盒测试PDA，写测试用例，但测试用例基本上都是进行规范操作，我的经验是最容易出BUG的测试就是恶意破坏性操作

冰河

我想问问各位，我是嵌入式测试新手，敢问嵌入式测试很难吗？薪水怎么样啊？？？

tigerzhang

复制好后慢慢研究！

LTCat

受益匪浅！学到不少，谢谢

meizi

这个测试工具听起来不错，可是要大规模的公司才可以用阿，有没有适合小公司的　阿