CN101896888A

CN101896888A - 嵌入式系统中的自动再现测试装置及自动再现测试方法

Info

Publication number: CN101896888A
Application number: CN2008801207083A
Authority: CN
Inventors: 辻堂仁规; 内藤教博
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-02-26
Filing date: 2008-10-29
Publication date: 2010-11-24
Also published as: JPWO2009107174A1; WO2009107174A1; US20100262864A1; DE112008003732T5

Abstract

本发明提供一种连接有外部设备(10)的嵌入式系统中的自动再现测试装置，包括：历史存贮单元(信息存贮部20)，该历史存贮单元将嵌入式系统的操作事件、以及包括外部设备的状态变化的事件按照时间序列存贮；以及再现测试单元(再现测试装置2)，该再现测试单元基于来自外部的再现指示，读出历史存贮单元中存贮的内容，按照读出的内容再现嵌入式系统的内部状态，并重复执行规定次数的嵌入式系统的再现测试。

Description

嵌入式系统中的自动再现测试装置及自动再现测试方法

技术领域

本发明涉及嵌入式系统(Embedded System)中的自动再现测试装置及自动再现测试方法，该嵌入式系统用作为以实现特定功能为目的而嵌入了处理器的电子设备的总称。

背景技术

在车载信息设备等的嵌入式系统中，具有显示监视器和按钮或拨号盘之类的操作面板(例如触摸面板)的集中控制装置能够实现车辆导航功能、AV(Audio Visual：视听)功能、电话功能、对空调、门、发动机等车辆的各功能部件进行控制或状态显示的功能等多种功能。

这些功能通过使用一个至数个处理器(CPU)的软件实现，利用在一个处理器上能无干涉地实现多种功能的操作系统等，可有效地执行上述这些功能。

然而，由于共用有限的资源(显示单元、声音输出单元)等理由，现状并不是完全独立地实现所有功能，而是一边在各功能间进行相互通信一边实现各功能。因此，在嵌入式系统领域中，高可靠性地实现复杂系统的软件方式、为确保可靠性而有效地进行测试的软件开发已成为最重要的设计事项。

然而，对于上述现有的车载信息设备等的嵌入式系统的测试，通过与对车辆等所具有的各种周边功能进行仿真的专用设备连接后的基准测试等，基本上手动地进行各种操作，由此来确认无不便或问题。

另一方面，一直以来提出了多件关于上述嵌入式系统中的测试方法的申请，例如已知有通过记录用户的操作历史并再现与该历史相同的操作来提高测试效率的卡拉OK装置(例如参照专利文献1)。

专利文献1：日本专利特开2000-47911号公报

如上所述，现有的车载信息设备等的嵌入式系统中的测试通过手动操作进行，或通过根据操作历史再现操作等方法进行。

然而，在车载信息设备等的复杂的嵌入式系统中，仅根据操作历史进行的再现测试作为测试内容是不够的，系统的行为会随着与集中控制装置的外部连接的门、发动机、车轮、变速器等各种部件、空调等外部设备的状态等而发生大的变化。例如，在车轮旋转的行驶状态下，为了确保操作人员的安全，需要限制或变更车辆导航功能的操作。另外，在ECU(电子控制装置)检测到发动机等发生故障的情况下，在监视器显示该状态等外部设备的状态变化会给系统的行为带来很大的影响。

另外，外部设备和集中控制装置通常不同步地动作，而且关于集中控制装置的内部状态，导航功能、AV功能等也各自不同步地动作，因此，仅仅再现操作历史未必能再现同一行为。另外，例如对于突然发生电压变动等的情况，用单一的再现测试未必能使其再现，因而，在故障发生时进行的故障分析和再现测试的可靠性有问题，效率很低。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种嵌入式系统中的自动再现测试装置，该装置能提高再现性以确保复杂的嵌入式系统的可靠性，并能有效地进行再现测试。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的嵌入式系统中的自动再现测试装置是连接有外部设备的嵌入式系统中的自动再现测试装置，包括：存储单元，该存储单元将所述嵌入式系统的操作事件、以及包括所述外部连接设备的状态变化的事件按照时间序列作为动作历史保存；以及历史再现单元，该历史再现单元基于来自外部的再现指示，读出所述存储部中存储的动作历史，基于所述读出的动作历史，再现所述嵌入式系统的系统状态，并重复执行规定次数的所述嵌入式系统的再现测试。

另外，本发明的嵌入式系统中的自动再现测试方法是用于至少具有历史存贮单元的自动再现测试装置的、连接有外部设备的嵌入式系统的自动再现测试方法，包括：步骤一，将所述嵌入式系统的操作事件、以及包括所述外部设备的状态变化的事件按照时间序列存贮于所述历史存贮单元；以及步骤二，基于来自外部的再现指示，读出所述历史存贮单元中存贮的内容，按照所述读出的内容再现所述嵌入式系统的系统状态，并重复执行规定次数的所述嵌入式系统的再现测试。

根据本发明，能够提供一种嵌入式系统中的自动再现测试装置及自动再现测试方法，该装置及方法能提高再现性以确保复杂的嵌入式系统的可靠性，并能有效地进行再现测试。

附图说明

图1是表示本发明实施方式1所涉及的嵌入式系统中的自动再现测试装置的内部结构的框图。

图2是将本发明实施方式1所涉及的嵌入式系统中的自动再现测试装置的再现测试装置的内部结构进行功能展开而表示的框图。

图3是表示本发明实施方式1所涉及的嵌入式系统中的自动再现测试装置的动作的流程图。

图4是表示本发明实施方式2所涉及的嵌入式系统中的自动再现测试装置的内部结构的框图。

图5是将本发明实施方式2所涉及的嵌入式系统中的自动再现测试装置的再现测试装置的内部结构进行功能展开而表示的框图。

图6是表示本发明实施方式2所涉及的嵌入式系统中的自动再现测试装置的动作的流程图。

具体实施方式

下面，为了更详细地说明本发明，参照附图说明用于实施本发明的最佳方式。

实施方式1.

如图1所示，本发明实施方式1所涉及的嵌入式系统中的自动再现测试装置包括嵌入式装置1、再现测试装置2、以及外部存储介质3。这里，例示了车载信息设备作为嵌入式装置1。

车载信息设备1具备执行导航功能、音频功能、视频功能、电话功能、以及其它各种功能的功能执行部11，并通过外部状态I/F(接口)12而与外部设备10连接。这里，外部设备10是连接有门、发动机、车轮、变速器、车速传感器等各种车辆部件的ECU(电子控制单元)，经由例如CAN(ControlArea Network：控制区网络)总线4等串行通信线路与外部状态I/F12连接。

通过经由外部状态I/F12进行通信而获取的外部设备10的状态信息由外部状态收集部13进行收集，与时间信息一并作为外部状态历史201存贮于信息存贮部20。操作面板14通过操作I/F15与操作历史收集部16连接，用户对操作面板14进行操作而生成的操作指令由操作历史收集部16收集，与时间信息一并作为操作历史202存贮于信息存贮部20。

功能执行部11与内部状态收集部17连接，伴随功能执行部11执行各种功能而发生变化的内部寄存器值等内部状态作为内部状态历史203，与上述外部状态历史201、操作历史202分别相关联地按照时间序列存贮于信息存贮部20。

信息存贮部20例如由环形缓冲器或RAM构成，在车载信息设备1工作时，存贮操作历史202以及外部状态历史201和内部状态历史203，通过用户经由操作面板14的操作或者在存贮了规定量时，将其自动复制到例如由可自由插拔的存储卡或HD(Hard Disc：硬盘)等构成的外部存储介质3。

另一方面，再现测试装置2例如由PC(Personal Computer：个人计算机)等构成，PC通过将外部存储介质3安装到装置内的存储器插槽内，读取存放在外部存储介质3中的外部状态历史201、内部状态历史203、以及操作历史202等的日志，生成对这些日志进行了仿真的信息，并在PC上将车载信息设备1的系统状态复原，通过再现动作来进行再现测试。

因而，车载信息设备1的信息存贮部20用作为权利要求1所述的“历史存贮单元，该历史存贮单元将所述嵌入式系统的操作事件、以及包括所述外部设备的状态变化的事件按照时间序列存贮”，再现测试装置2用作为权利要求1所述的“再现测试单元，该再现测试单元基于来自外部的再现指示，读出所述历史存贮单元中存贮的内容，按照所述读出的内容再现所述嵌入式系统的系统状态，并重复执行规定次数的所述嵌入式系统的再现测试”。其细节将后述。

图2是将图1所示的再现测试装置2的内部结构进行功能展开而表示的框图。如图2所示，再现测试装置2包括操作接口部21、CAN总线接口部22、UI(User Interface：用户接口)管理部23、脚本编辑部24、脚本存储部25、再现测试控制部26、以及日志获取部27。

操作接口部21管理与车载信息设备1的操作面板14的接口，CAN总线接口管理与各车辆部件的接口，在车载信息设备1和再现测试装置2之间进行通信。

UI管理部23管理与再现测试装置2所连接的输入输出装置(这里是键盘和显示装置)的用户接口，获取用户通过键盘输入的操作并输出到脚本编辑部24，显示脚本编辑部24的脚本编辑结果。而且，UI管理部23还获取将再现测试控制部26启动等相关的用户指示，并将其传送到再现测试控制部26，并显示再现测试控制部26的再现测试结果等。

脚本编辑部24按照经由UI管理部23传送到的用户指示，对脚本存储部25中预先存储的再现测试步骤进行编辑，变更脚本存储部25中存储的再现步骤或参数。这里，作为参数，设定重复再现测试的间隔时间、以及与操作按钮按下、外部状态变化等相关的事件的时间间隔等。此外，上述参数也可以使用默认设定而无需编辑的值。

再现测试控制部26基于通过UI管理部23传送来的再现指示，根据从车载信息设备1获取的各种日志(外部状态历史201、操作历史202、内部状态历史203)，再现车载信息设备1的系统状态，按照脚本存储部25中存储的再现测试步骤，重复执行规定次数的车载信息设备1的再现测试。

再现测试控制部26能够以发生故障等特定事件的再现为契机，指示通过CAN总线接口22对车载信息设备1进行与目前的状态变化相关的信息的再收集。再现测试控制部26也可以将再现测试步骤所定义的步骤转换成文本并保持(脚本转换器)，经过脚本编辑部24的编辑来进行再现测试。

此外，日志获取部27在进行自动再现测试时，从插入到未图示的插槽中的存储卡等外部存储介质3中，获取外部状态历史201、操作历史202、内部状态历史203等的日志，并提供给再现测试控制部26。

下面，参照图3的流程图，详细说明图1、图2所示的本发明实施方式1所涉及的嵌入式系统中的再现测试装置2的动作。

车载信息设备1在系统工作过程中，以固定的定时，通过外部状态收集部13、操作历史收集部16、内部状态收集部17获取由外部状态历史201、操作历史202、内部状态历史203形成的各种日志，并存贮于信息存贮部20，这里，通过用户的操作或者在存贮了规定量的定时，将其复制到存储卡等外部存储介质3。

复制后的日志(存储卡)安装于由PC等构成的再现测试装置2的卡槽，等待用户对再现测试装置2所连接的未图示的输入输出装置进行再现测试开始操作(再现指示)，然后开始图3中的流程图所示的再现测试。

图3的流程图中，在再现测试控制部26经由UI管理部23检测到用户的再现测试开始操作(再现指示)时，首先，将变量i(寄存器i)设为0(步骤ST301)，接着，将变量rep.end设为重复再现测试次数N(步骤ST302)。这里，变量i和rep.end设为程序所使用的寄存器。

然后，再现测试控制部26判定变量i是否达到了重复再现测试次数N(步骤ST303)，在未达到的情况下(步骤ST303“否”)，通过日志获取部27读取外部存储介质3中存储的各种日志(步骤ST304)，开始再现测试(步骤ST305)。

再现测试的步骤是按照脚本存储部25中存储的测试脚本进行的，再现测试控制部26按照测试脚本的各行中定义的指令和重复周期、以及重复次数等，基于之前读出的各种日志，一边再现车载信息设备1的系统状态一边进行测试。

其特性在于，作为日志，不仅仅获取操作历史，还将外部设备10的状态变化和事件等与时间信息一并获取，因此，能够一边与操作历史同步一边使外部设备10的状态变化和事件也反映在车载信息设备1的系统状态的复原中，并且基于该日志重复进行再现测试。

在上述再现测试中，当检测出故障等特定事件时(步骤ST306“是”)，再现测试控制部26指示经由CAN总线接口部22及CAN总线4对具备外部设备10的车载信息设备1进行与目前的状态变化相关的详细日志的再收集(步骤ST307)。

基于此处再收集的详细日志，再次进行再现测试(步骤ST305)，从而在再次发生了同一事件的情况下，可以更加详细地分析该问题，并且能记录收集到的详细日志。

当如上所述的再现测试结束一次时，再现测试控制部26更新变量i，使其+1(步骤ST308)，然后重复执行步骤ST303开始的日志读取和再现测试(步骤ST303～ST308)。该重复再现测试仅重复执行对变量rep.end所设定的次数N。

由此，对于例如电压变动等仅通过一次再现尝试不会出现的事件，能一边重复地复原系统状态一边进行再现测试，因此，能更加准确地进行高级的再现测试。

此外，当N次再现测试结束时(步骤ST303“是”)，再现测试控制部26将此信息通过UI管理部23显示于输入输出装置，显示向用户询问是否需要变更参数的消息并促使用户作出回应。

上述再现测试按照固定的次数、以及固定的重复间隔进行，再现测试控制部26在判断出用户需要变更上述参数(步骤ST309“是”)时，获取所输入的变更参数(步骤ST310)，通过脚本编辑部24进行脚本编辑。从而，更新脚本存储部25中存储的脚本。然后，再现测试控制部26按照脚本存储部25中更新存储后的脚本，再次进行上述重复再现测试。

由此，通过例如调整各事件之间的时间、或在微小的范围内改变重复间隔的时间，进行再现引导，从而能通过重复测试来实现高精度的再现。

根据上述本发明实施方式1所涉及的嵌入式系统中的自动再现测试装置，不仅仅将操作历史记录为日志，还记录外部设备10的状态变化和事件等作为日志，能够与操作历史同步地再现外部设备10的状态变化和事件，从而能实现状态变化不仅仅靠用户操作引起的高精度的再现测试。

另外，对于仅通过一次再现测试无法出现的事件(通常在开发阶段的后半段经常发生)，一边重复地复原状态一边进行再现测试，从而在复杂的嵌入式系统中也能实现更高精度的再现测试。

通过识别自动重复再现测试中具有的、成为对象的特定事件，并在成为对象的事件再现时记录更加详细的各功能的状态变化，从而在进行了测试后成为对象的事件再现时，能观察到之前记录的更加详细的各功能的状态变化，因此，能进行更加有效的故障分析。

而且，为了促进重复再现测试中的再现，通过调整各事件之间的时间或改变每次重复的间隔时间来实现再现引导，从而可以有效地进行测试，以确保复杂的嵌入式系统的可靠性。即，在因日志收集时微小的定时误差、再现时的误差等导致仅通过单一再现无法出现的情况下，也可以一边重复地复原状态一边进行再现测试，因此提高了再现性的精度。

此外，通过用可编辑的文本库处理事件或间隔时间等的参数设定，能灵活地进行再现测试，例如仅对认为是进一步提高再现性的事件群部分增加重复次数、或删除认为与特定事件无关的部分，既可以减轻用户的负担，又能更有效地进行再现测试。

实施方式2.

与图1所示的实施方式1的不同之处在于，实施方式1采用再现测试装置2与嵌入式系统(车载信息设备1)外部连接的方式，而实施方式2采用将再现测试装置2所具有的功能内置于嵌入式系统的方式。通过采用这种方式，不需要另外准备再现测试装置2就能进行自动再现测试。

因此，如图4所示，作为嵌入式系统的车载信息设备1中附加了再现测试部30，再现测试部30通过内部总线31与信息存贮部20直连，不再需要记录介质3。

将再现测试部30的结构进行功能展开，示于图5。与图2所示的实施方式1在结构上的不同之处在于，在图2所示的再现测试装置2所具有的结构的基础上，附加了日志传输控制部28和模式判定部29。日志传输控制部28获取信息存贮部20中存贮的外部状态历史201、操作历史202、内部状态历史203形成的日志，并通过内部总线31传送到再现测试控制部26。模式判定部29判定车载信息设备1处于工作模式还是再现测试模式，控制功能执行部11进行的日志获取处理、或再现测试部30进行的自动再现测试处理。

此外，这里，由于将图2所示的再现测试装置2所具有的功能内置于作为嵌入式系统的车载信息设备1，因此，操作接口部21成为图1所示的操作I/F15，CAN总线接口部22成为图1所示的外部状态I/F12。其它结构与图2所示的实施方式1的相同。

下面，参照图6的流程图，详细说明图4、图5所示的本发明实施方式2所涉及的嵌入式系统中的自动再现测试装置的动作。

在图6的流程图中，车载信息设备1基于模式判定部29的模式判定结果，例如在模式判定部29示出工作模式时(步骤ST501“工作”)，分别启动外部状态收集部13、操作历史收集部16、内部状态收集部17各自的日志收集处理，外部状态收集部13、操作历史收集部16、内部状态收集部17将各收集的日志分别存贮到信息存贮部20的外部状态历史201的区域、操作历史202的区域、内部状态历史203的区域(步骤ST502)。

然后，信息存贮部20在存贮了一定量的定时(步骤ST503“是”)，将这些日志经由内部总线31传输到再现测试部30(步骤ST504)。

另一方面，当模式判定部29示出再现测试模式时(步骤ST501“再现测试”)，即再现测试控制部26经由UI管理部23检测到用户的再现测试开始操作时，与实施方式1同样地将变量i设为0(步骤ST511)，将变量rep.end设为重复再现测试次数N(步骤ST512)。

然后，再现测试控制部26判定变量i是否达到了重复再现测试次数N(步骤ST513)，在未达到的情况下(步骤ST513“否”)，读取通过日志传输控制部28传送来的各种日志(步骤ST514)，开始再现测试(步骤ST515)。如上所述，再现测试不仅仅记录操作历史作为日志，还记录外部设备10的状态变化和事件等作为日志，因此，一边与操作历史同步一边使这些外部设备10的状态变化和事件等反映于车载信息设备1的系统状态进行复原，由此加以实施。

在上述再现测试中，当检测出故障等特定事件时(步骤ST516“是”)，再现测试控制部26指示经由外部状态I/F12及操作I/F15对外部设备10及操作面板14进行与目前的状态变化相关的日志的再收集(步骤ST517)。基于此处收集的日志，再次进行再现测试(步骤ST515)。

当如上所述的再现测试结束一次时，再现测试控制部26更新变量i，使其+1(步骤ST518)，然后重复执行步骤ST513开始的日志读取和再现测试(步骤ST513～ST518)。该重复再现测试重复执行对变量rep.end所设定的N次。

此外，当N次再现测试结束时(步骤ST513“是”)，再现测试控制部26将此信息通过UI管理部23显示于外部连接的输入输出装置，显示向用户询问是否需要变更参数的消息并促使用户作出回应。上述再现测试按照固定的次数、以及固定的间隔进行，再现测试控制部26在判断出用户需要变更参数(步骤ST519“是”)时，获取所输入的变更参数(步骤ST520)，再次进行重复再现测试。

根据上述本发明实施方式2所涉及的嵌入式系统中的自动再现测试装置，不需要另外准备再现测试装置就能进行自动再现测试，不需要存储卡等外部记录介质3，能有效利用车载信息设备等嵌入式系统所具有的硬件资源。

另外，与实施方式1相同，能够使用不仅包括操作历史还包括内外状态历史的日志进行重复再现测试来提高再现性，通过改变重复次数或调整各事件的时间间隔波动等相关的参数，能灵活地进行重复再现测试。而且，用文本格式保持上述各种日志，并可以对其进行编辑，从而既能减轻用户的负担，又能更加灵活地进行再现测试。

另外，上述实施方式1、实施方式2的再现测试装置2或再现测试部30所具有的功能可以都通过软件实现，或者也可以使其至少一部分由硬件实现。例如，再现测试控制部26基于来自外部的再现指示，读出所述历史存贮单元中存贮的内容，按照所述读出的内容再现所述嵌入式系统的内部状态，重复执行规定次数的所述嵌入式系统的再现测试，对于这种数据处理，可以在计算机上用一个或多个程序实现，也可以使其至少一部分由硬件实现。

另外，本发明的嵌入式系统中的自动再现测试方法是用于例如图4中至少具有历史存贮单元(信息存贮部20)的自动再现测试装置的、连接有外部设备10的嵌入式系统(车载信息设备1)中的自动再现测试方法，例如在图6的流程图中，包括：步骤一(ST501～ST504)，将所述嵌入式系统的操作事件、以及包括所述外部设备的状态变化的事件按照时间序列存贮于所述历史存贮单元；以及步骤二(ST511～ST520)，基于来自外部的再现指示，读出所述历史存贮单元中存贮的内容，按照所述读出的内容再现所述嵌入式系统的内部状态，并重复执行规定次数的所述嵌入式系统的再现测试。

根据上述本发明的嵌入式系统中的自动再现测试方法，能够有效地进行测试，以确保复杂的嵌入式系统的可靠性。

此外，根据本发明的嵌入式系统中的自动再现测试装置及自动再现测试方法，例如在故障修复时，利用脚本自动进行再现测试来确认修复的内容，利用到目前为止修复后的脚本对所有情况进行光晕测试，在产生光晕时(因发生某一故障而导致无直接关系的其它故障发生)，再次进行修复，然后进行自动再现测试。此时，基于存贮的日志和脚本，通过自动再现测试，经运算(文本对比)求出修复模式和光晕产生模式的相关性，提取出该相关性，从而决定基于修复模式的测试项目，由此，能在有限的时间内进行高效的自动再现测试。

另外，本发明的嵌入式系统中的自动再现测试装置及自动再现测试方法可以在具有车辆导航功能、音频功能、视频功能、相机功能、电话功能、空调控制功能等多种功能且各种外部设备由网络等复杂地构成的车载信息设备等的嵌入式系统中，进行有效的故障分析和再现测试。因此，利用同样的嵌入式系统，能有效地对设备进行开发和测试，有助于缩短开发期间和提高产品的可靠性。

工业上的实用性

如上所述，本发明能够进行有效的故障分析和再现测试，能广泛地应用于具有多种功能的设备和嵌入式系统。

Claims

1.一种嵌入式系统中的自动再现测试装置，是连接有外部设备的嵌入式系统中的自动再现测试装置，其特征在于，包括：

历史存贮单元，该历史存贮单元将所述嵌入式系统的操作事件、以及包括所述外部设备的状态变化的事件按照时间序列存贮；以及

再现测试单元，该再现测试单元基于来自外部的再现指示，读出所述历史存贮单元中存贮的内容，按照所述读出的内容再现所述嵌入式系统的系统状态，并重复执行规定次数的所述嵌入式系统的再现测试。

2.如权利要求1所述的嵌入式系统中的自动再现测试装置，其特征在于，

所述再现测试单元基于所述再现测试的结果，按照经由用户接口传送来的请求，调整包括所述再现测试的重复次数的参数。

3.如权利要求1所述嵌入式系统中的自动再现测试装置，其特征在于，

所述再现测试单元以特定事件的再现为契机，指示所述嵌入式系统进行与目前的状态变化相关的信息的再收集。

4.如权利要求1所述的嵌入式系统中的自动再现测试装置，其特征在于，

所述再现测试单元将所述再现测试所定义的步骤转换成文本格式并保持，利用用户接口进行编辑，按照所述编辑后的步骤进行所述再现测试。

5.如权利要求1所述的嵌入式系统中的自动再现测试装置，其特征在于，

所述历史存贮单元中存贮的内容传输到与所述嵌入式系统连接的外部存储介质，并通过所述外部存储介质传输到所述再现测试单元。

6.如权利要求1所述的嵌入式系统中的自动再现测试装置，其特征在于，

所述历史存贮单元中存贮的内容经由所述嵌入式系统所具有的内部总线传输到所述再现测试单元。

7.一种嵌入式系统中的自动再现测试方法，是用于至少具备历史存贮单元的自动再现测试装置的、连接有外部设备的嵌入式系统的自动再现测试方法，其特征在于，包括：

步骤一，将所述嵌入式系统的操作事件、以及包括所述外部设备的状态变化的事件按照时间序列存贮于所述历史存贮单元；以及

步骤二，基于来自外部的再现指示，读出所述历史存贮单元中存贮的内容，按照所述读出的内容再现所述嵌入式系统的系统状态，并重复执行规定次数的所述嵌入式系统的再现测试。