嵌入式系统的系统测试和可靠性评估

功能4
功能5

     　     　     　     　     　
注意，对于最大值与最小值的差值超过5的情况，应该重新测试响应功能。

（2）容错性评估

容错性评估分为控制容错性评估、数据容错性评估、硬件故障恢复容错性评估：
容错性=以下各条款评分之和÷条款数

控制容错性度量
①对并发处理的控制能力；
②错误的可修正性和处理可继续进行能力。
数据容错性度量
①非法输入数据的容错；
②对相互冲突的要求和非法组合容错；
③输出数据是否合理容错。

硬件故障中恢复容错性度量
故障后恢复能力容错。

（3）易恢复性度量

与易恢复性紧密相关的测试是强度测试和健壮测试。强度测试又称为力度测或极限测试，主要测试系统对空间强度和时间强度的容忍极限；健壮测试又称异常测试，是很重要的可靠性测试项目。通过易恢复性测试，一方面使系统具有异常情况的抵抗能力，另一方面使系统测试质量可控制。

易恢复性=以下各条款评分之和÷条款数
①空间强度可恢复；
②时间强度可恢复；
③数据强度可恢复；
④异常通信可恢复；
⑤数据破坏可恢复；
⑥电池极限可恢复。

（4）测试可信度评估

测试可信度是对测试质量的有效评估，是保证质量的必要步骤。目前虽然很难有量化的指标，但我们采取积分的方式显示可信度。例如，请4个人员（甲、乙、丙、丁）对系统5个功能打一个从0（不信任）到10（完全信任）之间的分数，那么，可信度度量可以用表3进行计算。

3 测试实例

（1）电流测试

电流测试是嵌入式系统的系统测试中首先要进行的重要测试，也是最容易被忽视的测试。主要是测试系统的工作电流、待机电流。人们一般把它当成与系统测试无关的硬件测试。但是对于嵌入式系统，软件与硬件不可能清晰地划分，硬件的性能直接影响软件的运行。实例1说明了电流测试对系统运行的影响及不可替代的作用。

测试现象描述：进行同一厂商PDA系统测试，有几台PDA在名片子系统、行程子程序的操作过程中随机死机。

我们当时的错误分析定位是：①怀疑操作系统中断处理错误；②怀疑内存泄漏，堆栈溢出；③怀疑应用程序错误。

在软件开发人员为解决这个问题检查软件时，硬件开发人员提出应首先测试一下这几台机器的工作电流。结果发现，PDA的工作电流低于正常工作电流。加电容调整后随机死机问题消失。

由此例还可以看出，嵌入式系统测试的软硬件测试不可分性。绝对的将硬件测试和软件测试区分开来的测试思想是不正确的。我们在系统测试时的电流测试设计如表4。

表4 电流测试

测试电流项目	测试结果（不同的产品对电流要求不同）		备  注
预期值	实测值
待机电流/mA			关机后电流测试
启动电流/mA			开机瞬间电流测试
工作电流/mA			正常工作电流测试

（2）兼容性测试

考虑到嵌放式系统软硬件的开发成本高于通用PC系统，因此，提高软件对硬件的兼容及软件升级版本的兼容性极为重要。表5是便携林翰林电子书升级版本兼容性测试实例。

表5 兼容性测试

兼容性测试分类	硬件兼容性	操作系统兼容性	应用软件兼容性	PC制书软件兼容性
BIOS兼容测试
BIOSV1.0
BIOSV2.0
操作系统兼容测试
VOLF V.1.0
VOLF V.2.0
应用软件兼容测试
READER V.1.0
READER V.2.0
PC制书软件兼容测试
PCREADRE V1.
PCREADER V2.

   　     　     　
实例2：现在的嵌入式系统的层次结构一般分为硬件层、BIOS层、操作系统层、应用系统层。有的还需要通用PC应用软件支持。因此，嵌入式系统的兼容性测试要考虑硬件兼容性、BIOS兼容性、操作系统兼容性，还需考虑与相应PC应用软件的兼容性。

结语

本文的测试方法和评估方法在具体的嵌入式系统测试中，获得很好的效果。这是一项很有意义的工作，不仅要求嵌入式系统的测试人员具有很全面的软硬件知识，还需结合测试理论、统计方法，面对不同的系统进行测试方法、工具、过程评价及质量评估。随着嵌入式系统的多样性和复杂性发展，嵌入式系统的系统测试研究将继续深入。

参考文献

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   2. 朱鸿.金凌紫 软件质量保障和测试 1997
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   4. 万建成.卢雷 软件体系结构的原理、组成与应用 2002
   5. Wayne Wolf 嵌入式计算系统设计原理 2002
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   8. ISO9000-3:1993标准.内部资料
   9. GB/T16260-1996.信息技术 软件产品评价 质量特性及其使用指南 1996
  10. GB/T17544-1998.信息技术 软件包 质量要求和测试 1999

作 者：南开大学  李庆诚 张建华 雷杨  
来 源：单片机与嵌入式系统应用 2003（8）