基于模型的分時段軟件測試工具TPT

1、基于模型的分時段軟件測試工具TPTTPT是針對嵌入式系統(tǒng)的基于模型的測試工具，特別是針對控制系統(tǒng)的軟件功能測試。TPT支持所有的測試過程：包括測試建模、測試執(zhí)行、測試評估以及測試報告的生成。TPT軟件由于首創(chuàng)地使用分時段測試（Time Partition Testing），使得控制系統(tǒng)的軟件測試技術(shù)得以極大提升；同時由于TPT軟件支持眾多業(yè)內(nèi)主流的工具平臺和測試環(huán)境，能夠更好地利用客戶已有的投資，實現(xiàn)各種異構(gòu)環(huán)境下的自動化測試；針對MATLAB/Simulink/Stateflow以及TargetLink，TPT提供了全方位的支持進行模型測試。PikeTec公司是全球知名的基于模型的嵌入式系統(tǒng)

2、測試工具TPT的軟件供應商，總部位于德國柏林，其創(chuàng)始人均在戴姆勒公司擁有十多年的嵌入式軟件開發(fā)經(jīng)驗。TPT產(chǎn)品曾被評為2005年戴姆勒最佳創(chuàng)新軟件，并在戴姆勒、大眾、奧迪、保時捷、通用等汽車整車廠及多家零部件企業(yè)（如博世、大陸、海拉）中得到廣泛應用，如戴姆勒的多個車型的混合動力車的動力總成、電池管理控制器的測試，博世的汽油機和柴油機控制系統(tǒng)測試等。（請登錄PikeTec的TPT產(chǎn)品了解更多產(chǎn)品詳情。）北匯信息作為PikeTec的中國合作伙伴，將幫助中國客戶借助TPT提升嵌入式控制系統(tǒng)的開發(fā)效率。分時段測試方法分時段測試（Time Partition Testing）是一種采用分時段對軟件進行測

3、試和驗證的測試方法，主要被用于嵌入式系統(tǒng)中基于模型的模塊測試、集成測試、系統(tǒng)測試和回歸測試。通常軟件測試的一種分類是靜態(tài)測試和動態(tài)測試。靜態(tài)測試是指不運行被測程序本身，僅通過分析或檢查源程序的語法、結(jié)構(gòu)、過程、接口等來檢查程序的正確性。對需求規(guī)格說明書、軟件設計說明書、源程序做結(jié)構(gòu)分析、流程圖分析、符號執(zhí)行來找錯。靜態(tài)方法通過程序靜態(tài)特性的分析，找出欠缺和可疑之處，例如不匹配的參數(shù)、不適當?shù)难h(huán)嵌套和分支嵌套、不允許的遞歸、未使用過的變量、空指針的引用和可疑的計算等。靜態(tài)測試結(jié)果可用于進一步的查錯，并為測試用例選取提供指導。例如QAC C/C+、Logiscope等軟件都屬于靜態(tài)測試工具。 動

4、態(tài)測試是指通過運行被測程序，檢查運行結(jié)果與預期結(jié)果的差異，并分析運行效率和健壯性等性能，這種方法由三部分組成：構(gòu)造測試實例、執(zhí)行程序、分析程序的輸出結(jié)果。例如：TestBed、Tessy、VectorCast等軟件都屬于動態(tài)測試工具、同時這些動態(tài)測試軟件也包含了部分靜態(tài)測試的功能。按照動態(tài)測試和靜態(tài)測試的劃分，分時段測試軟件TPT屬于動態(tài)測試工具，它也是通過運行被測程序，檢查運行結(jié)果和預期結(jié)果的差異來判斷程序是否符合設計要求。和我們常規(guī)的動態(tài)測試軟件不同、TPT軟件使用了分時段方法對軟件進行測試、常規(guī)的動態(tài)測試軟件一般在設計測試用例的時候，都是以測試點的方式出現(xiàn)，也就是說，如果以時間來衡量，測

5、試的輸入只是某一個時刻系統(tǒng)的輸入，依次獲得系統(tǒng)在某一個時刻的輸出。但是在嵌入式系統(tǒng)中，我們所見的都是基于時間的連續(xù)系統(tǒng)或者是帶反饋的控制系統(tǒng)，例如變速箱控制、發(fā)動機控制等，衡量這些系統(tǒng)的行為是否符合設計要求的時候，往往不能依靠某一個時刻的系統(tǒng)輸出來判定，而是需要對一個時間段的行為進行系統(tǒng)的分析，從而確定系統(tǒng)行為是否正確，這時如果采用常規(guī)的動態(tài)測試軟件對這些系統(tǒng)進行動態(tài)功能測試，就無法完成相應的測試任務。TPT軟件測試工具采用分時段測試方法對軟件進行測試，適用于測試具有連續(xù)行為的實時系統(tǒng)（實時系統(tǒng)，即在規(guī)定時間內(nèi)對外部請求作出反應，交換物理數(shù)字數(shù)據(jù)和信號的系統(tǒng)，大部分開環(huán)控制系統(tǒng)和反饋控制系統(tǒng)均

6、屬于實時系統(tǒng)）。在使用TPT進行測試的過程中，每一個測試用例都能有針對性的對某類系統(tǒng)行為作出反應。一方面測試信號隨著系統(tǒng)狀態(tài)的變化而發(fā)生改變，另一方面改變后的測試信號也會激發(fā)系統(tǒng)下一步的狀態(tài)變化，這樣就可以解決實時系統(tǒng)功能測試時無法定義系統(tǒng)輸入的問題。TPT軟件功能 TPT軟件是特別針對基于時間以及帶反饋的嵌入式系統(tǒng)所開發(fā)的測試工具，這些系統(tǒng)往往需要大量的測試用例來保證系統(tǒng)的可靠性。TPT的設計理念是尋找出大量的測試用例中的相似點和不同點，然后通過對測試用例分割、建模以及組合，減少測試用例中重復的部分、提高測試用例的構(gòu)建效率和復用度，避免無用的冗余。同時TPT軟件通過豐富的測試環(huán)境平臺接口，使

7、得TPT構(gòu)建的測試用例可以在產(chǎn)品開發(fā)的不同階段被充分利用，而不是面臨不同的階段采用不同的測試工具，需要重新構(gòu)建測試用例的情況。 TPT的主要功能包括：測試用例建模各種系統(tǒng)平臺上的自動化測試運行，如Matlab/Simulink, ASCET, Targetlink, C Code,以及運用數(shù)據(jù)通訊協(xié)議CAN, LIN自動化測試評估測試文檔（測試計劃，測試規(guī)格，測試報告）測試管理測試用例和DOORS系統(tǒng)中測試需求的可追蹤性 TPT基本特性： 所有開發(fā)階段的測試工具一致性：定義的測試項目可以用于產(chǎn)品開發(fā)的所有階段（MiL、SiL、HiL），TPT可以被用于產(chǎn)品開發(fā)的各個階段，無需更換測試工具、便于

8、更早的發(fā)現(xiàn)錯誤 直觀的測試定義：基于模型的測試定義，無需測試人員具備編程能力，使用者直接使用圖形化測試建模方式對測試項目進行定義 支持多種平臺的測試執(zhí)行：TPT支持在多種平臺的測試執(zhí)行，例如MATLAB/Simulink、TargetLink Model、ASCET、Davinci、SystemDesk、CAN、LIN、INCA、LABCAR、HiL-Tests） 支持AUTOSAR組件測試：結(jié)合TPT測試軟件以及執(zhí)行平臺DaVinci、SystemDesk or Messina，可以對AUTOSAR組件進行測試 實時測試：結(jié)合實時系統(tǒng)平臺，可以實時執(zhí)行測試 閉環(huán)測試:TPT支持對閉環(huán)系統(tǒng)的測

9、試，也就是說在測試的過程中，可以對系統(tǒng)的行為作出反應。 自動化測試結(jié)果評估：在測試運行結(jié)束后，可以對來源于TargetLink、Simulink所記錄的數(shù)據(jù)、INCA或者CANape等工具的數(shù)據(jù)，通過GUI界面或者評估腳本進行分析，也就是說，可以通過全時段數(shù)據(jù)全面的分析系統(tǒng)的預期行為。TPT提供了常用的分析功能：例如信號邊界檢查、與參考信號的比較、信號序列的正確性判斷以及信號調(diào)理等 高效的自動化測試文檔：系統(tǒng)可以自動生成可配置的HTML格式的測試文檔 自動化測試過程：TPT具有高度的自動化能力，可以自動執(zhí)行測試、對測試結(jié)果的評估、以及生成測試報告，針對不同的測試平臺，這些過程都是一樣的 需求跟

10、蹤：TPT支持測試用例與需求之間的關聯(lián)Simulink模型測試針對MATLAB/Simulink/Stateflow以及TargetLink，TPT提供了全方位的支持；TPT針對MATLAB/Simulink/Stateflow以及TargetLink專門設計了完美的接口，我們通過MATLAB/Simulink/Stateflow以及TargetLink構(gòu)建功能模型，然后在TPT中創(chuàng)建測試用例模型，通過TPT的MATLAB接口保證測試的高效率執(zhí)行。為了保證更加方面的創(chuàng)建測試模型以及保證復用性，TPT自動從Simulink的模型中獲取所有的接口信息，并將其插入到測試模型中，這些接口信息以及信號由

11、TPT自動進行處理，用戶無需處理。為了能夠順利的執(zhí)行測試用例，TPT需要一個測試框架模型，該模型包含一個完整的輸入輸出定義模型以及特殊的TPT執(zhí)行引擎，TPT自動生成該模型，用戶也無需定義。所有的測試執(zhí)行管理都由TPT處理，測試的執(zhí)行可以無人值守，也就是說，TPT可以遠程控制MATLAB/Simulink，并且處理兩個工具之間的數(shù)據(jù)交換特點：全面支持 MATLAB/SIMULINK全面支持TargetLink自動化的接口分析自動化的測試框架模型生成參數(shù)的雙向交換在MiL、SiL、PiL和HiL中測試用例的復用通過對M腳本的支持實現(xiàn)靈活配置從模型到硬件的測試執(zhí)行TPT一個非常突出的特點就是它的靈

12、活性，TPT可以在不同的環(huán)境中執(zhí)行測試。例如TPT可以針對系統(tǒng)模型執(zhí)行測試（MATLAB/Simulink），也可以對軟件執(zhí)行測試（C代碼、AUTOSAR軟件組件），同樣也針對真實的ECU執(zhí)行測試（HiL），盡管這些環(huán)境大不相同，但是對于TPT工具而言，測試建模和測試工具都保持了一致性。TPT支持的測試環(huán)境： MATLAB/Simulink/TargetLink：TPT可以測試MATLAB/Simulink/Stateflow 模型，TargetLink模型以及定點模型（RTW 或者TargetLink） ASCET: TPT可以測試ASCET模型 CAN/LIN:TPT可以測試通過CAN/L

13、IN總線連接的控制器 C代碼:TPT可以在PC上直接測試使用C代碼開發(fā)的控制器程序 DaVinci CT：TPT可以通過Davinci CT測試AUTOSAR軟件組件 SystemDesk：TPT可以聯(lián)合SystemDesk測試AUTOSAR軟件組件 I/O控制器：TPT可以測試通過基于PC的I/O進行連接的控制器 MCD3：TPT可以通過MCD3工具，例如INCA或者CANape測量信號以及標定參數(shù) LABCAR：TPT可以聯(lián)合LABCAR進行HIL測試針對基于PC機的測試環(huán)境，TPT還提供了一個聯(lián)合仿真環(huán)境FUSION，利用FUSION，可以很輕松的創(chuàng)建和配置一個異構(gòu)的包含不同組件的仿真環(huán)

14、境，例如包含軟件模塊、CAN控制器、MCD3接口以及被控對象模型。AUTOSAR的代碼測試TPT可以用于AUTOSAR的測試，借助最新的特性“AUTOSAR-component testing support for FUSION”，客戶可以在FUSION平臺上直接測試AUTOSAR軟件模塊，而不需要借助其他的AUTOSAR工具。當然，TPT可以與現(xiàn)有的標準工具如Davinci、Systemdesk進行聯(lián)合使用，間接測試AUTOSAR模塊。TPT可以直接調(diào)用Davinci來完成AUTOSAR模塊的測試；當使用Systemdesk時，TPT-VM是Systemdesk的一部分，對AUTOSAR模

15、塊的測試是由Systemdesk中的TPT完成的，所有AUTOSAR的模塊的配置是在Systemdesk中完成。HIL測試TPT對于HIL測試硬件的支持，目前主要是LABCAR和dSPACE。TPT-VM可以在HIL系統(tǒng)上實時運行。關鍵的任務是如何將測試用例傳輸?shù)絋PT-VM上，以及如何把測試用例傳輸回PC主機。另外一種實現(xiàn)方式時：TPT-VM也可以在PC主機上運行，把數(shù)據(jù)傳輸回HIL系統(tǒng)，但這種情況下不是實時的，依賴于HIL系統(tǒng)本身的情況。在對真實ECU控制器硬件進行測試時，TPT可以同時測量ECU的內(nèi)部信號。這些測量量也可在后續(xù)的測試評估中使用。這對于測試結(jié)果評估的自動化來說是非常有價值的

16、。TPT可以通過INCA或CANape進行協(xié)作，按照ASAM MCD3標準進行ECU控制器信號的測量。需求跟蹤需求是測試人員執(zhí)行測試的輸入條件，測試的目的就是保證設計完成的系統(tǒng)最終能夠符合需求，所以對于一個優(yōu)秀的測試軟件而言，與需求系統(tǒng)之間的關聯(lián)以及追蹤是一個必不可缺的特性，現(xiàn)在眾多的標準都對需求管理有著嚴格的要求，例如IEC 61508、DO-178B、EN50128以及ISO 26262。TPT對需求管理的支持：可以創(chuàng)建和管理需求與測試用例之間的關聯(lián)支持需求變更后的沖突分析支持在TPT中對需求的瀏覽支持IBM Rational DOORSTPT測試用例可以導出至需求管理工具可以從需求管理工具導入測試用例可以在需求管理工具和TPT之間同步測試用例可以導入需求到TPT支持在TPT中跟蹤需求的變更支持需求覆蓋的分析ISO26262支持對于ISO26262標準下的產(chǎn)品開發(fā)所需的所有測試活動，TPT都能夠予以支持。根據(jù)ISO26262的要求，當使用軟件工具簡化