CN1963785A - 软件测试系统和软件测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种软件测试系统，包括：CPU、测试信息单元和接口单元，其中，所述CPU，用于通过接口单元接收待测试软件的指令集；运行接收到的指令集中的指令；根据指令集中的记录指令，将该记录指令对应的指令运行结果实时输出给测试信息单元；所述测试信息单元，用于接收并存储CPU输出的指令运行结果；通过接口单元将存储的指令运行结果作为测试结果输出。本发明还公开了一种软件测试方法。本发明的技术方案提高了软件测试的效率和可靠性；通过本发明的技术方案获取的测试结果中包括硬件内部的处理过程，因此能够实现硬件处理过程的复现；本发明不需要对现有的软件测试系统进行很大的改进，可以广泛应用到各种软件测试中。
Description
技术领域
本发明涉及测试技术，特别涉及软件测试系统和软件测试方法。
背景技术
在软件的开发过程中，需要对其进行测试，并根据测试结果对该软件进行优化。图1为现有软件测试系统的结构示意图。如图1所示，现有的软件测试系统包括：中央处理单元(Central Processing Unite，CPU)和接口单元。
CPU通过接口单元接收来自控制平台的待测试软件的指令集，该指令集中预先设置了断点指令；CPU按照指令集中设定的顺序运行各条指令，在运行到断点指令时，暂停运行当前指令集，将该断点指令之前的中间运算结果作为测试结果，例如某个变量的取值、当前系统的状态、软件的一些状态机信息等，通过接口单元输出给控制平台，并等待来自控制平台的操作指令。此时，软件开发人员可以通过控制平台获取测试结果，并通过控制平台向CPU发出相关操作指令，例如，采用单步跟踪方式逐条执行断点后的指令，CPU根据接收到的该操作指令继续运行余下的指令，并继续通过接口单元，将相应的中间运算结果作为测试结果输出给控制平台。
软件开发人员将获取到的测试结果与预先设定的参考结果进行比较，并根据两者的偏差对相关指令进行调整，完善待测试软件的相关功能。
然而，部分待测试软件中包括一些对实时性要求较高的指令，采用现有的软件测试技术就难以对此类软件进行测试。以具有高实时性要求的指令为中断处理指令为例，在根据中断处理指令响应中断的时候，CPU的硬件不会因此而停止运行，所以，中断处理过程要求的运行速度非常高，即运行时间非常短，如果不能保证中断处理的实时性，系统运行就会出现错误。而且，响应中断期间，也无法通过接口单元输出当前的运行结果，而中断处理过后，该处理过程中的中间运算结果会被后续的运算结果更新覆盖。这样，在中断处理指令集中设置断点指令就会影响软件的正常运行，且无法获取需要的测试结果。
除此之外，在软件开发人员完善了待测试软件之后，还需要测试人员根据测试结果对该软件的整体性能进行评测。但是，通过现有软件测试技术获得的测试结果不包括硬件内部的处理过程，例如对某个寄存器的读/写操作等，因此，测试人员无法根据该测试结果，复现CPU内部的硬件处理过程，从而在测试结果存在偏差时，无法判断出偏差产生的原因是软件自身的问题还是CPU的硬件问题，进而无法对软件的整体性能进行评测。
可见，现有软件测试技术需要通过预先设置的断点指令来逐步获取测试结果，且无法对实时性要求较高的软件进行测试，而且还不能实现硬件处理过程的复现，因此，现有软件测试技术的测试效率和可靠性不高。
发明内容
有鉴于此，本发明的一个主要目的在于，提供一种软件测试系统，能够提高软件测试的效率和可靠性。
本发明的另一个主要目的在于，提供一种软件测试方法，能够提高软件测试的效率和可靠性。
根据上述的一个主要目的，本发明提供了一种软件测试系统，包括：CPU、测试信息单元和接口单元，其中，
所述CPU，用于通过接口单元接收待测试软件的指令集；运行接收到的指令集中的指令；根据指令集中的记录指令，将该记录指令对应的指令运行结果实时输出给测试信息单元；
所述测试信息单元，用于接收并存储CPU输出的指令运行结果；通过接口单元将存储的指令运行结果作为测试结果输出。
所述接口单元包括：输入接口和输出接口；
所述CPU进一步通过输入接口接收待测试软件的指令集；
所述测试信息单元进一步通过输出接口将存储的指令运行结果作为测试结果输出。
所述CPU进一步在执行完指令集中的所有指令之后，请求所述测试信息单元输出内部存储的测试结果；
所述测试信息单元进一步根据所述CPU的请求，通过输出接口将测试结果输出。
所述测试信息单元进一步根据预先设定的时间间隔，周期性地通过输出接口将内部存储的测试结果输出。
所述CPU为增强型精简指令集单片机ARM；
所述输入接口为联合测试行动小组JTAG接口。
所述输出接口为：通用异步收发器UART接口，或者通用串行总线USB接口。
所述指令运行结果包括：硬件内部的处理过程和/或处理过程对应的中间运算结果。
根据上述的另一个主要目的，本发明提供了一种软件测试方法，包括以下步骤：
运行待测试软件的指令集中的指令，并在运行过程中，根据指令集中的记录指令，实时存储该记录指令对应的指令运行结果，然后输出作为测试结果的指令运行结果。
所述运行待测试软件的指令集中的指令之前，进一步包括：在待测试软件的指令集中增加记录指令，并在软件测试系统初始化时，在所述系统的内存中设置一个用于存储测试结果的存储单元。
所述在待测试软件的指令集中增加记录指令为：在待测试软件的指令集中的底层函数中增加记录指令。
所述输出作为测试结果的指令运行结果为：在运行完指令集中的所有指令后，输出已存储的作为测试结果的指令运行结果。
所述输出作为测试结果的指令运行结果为：根据预先设定的时间间隔，周期性地输出已存储的作为测试结果的指令运行结果。
所述指令运行结果包括：硬件内部的处理过程和/或处理过程对应的中间运算结果。
由此可见，本发明在指令集中设置记录指令，并在指令运行过程中，实时存储记录指令对应的指令运行结果，然后将存储的运行结果作为测试结果输出给外部，无需在指令集中设置断点指令并解决了执行实时性要求较高的指令时无法输出测试结果的问题，提高了软件测试的效率和可靠性。而且，通过本发明的技术方案获取的测试结果中，还包括硬件内部的处理过程，因此，能够通过测试结果实现硬件处理过程的复现，从而判断测试结果与参考结果的偏差产生的原因。
实现本发明的技术方案也不需要对现有的软件测试系统进行很大的改进，因此，本发明的技术方案可以广泛应用到各种软件测试中。
附图说明
图1为现有软件测试系统的结构示意图。
图2为本发明软件测试系统的示例性结构图。
图3为本发明软件测试方法的示例性流程图。
图4为本发明实施例中软件测试系统的结构图。
图5为本发明实施例中软件测试方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下对本发明进一步详细说明。
本发明实施例的基本思想为：在指令集中设置记录指令，并在指令运行过程中，实时存储记录指令对应的指令运行结果，然后将存储的运行结果作为测试结果输出给外部。
其中，记录指令可以为自定义的指令，例如Print_Buffer()，括号中的内容为需要获取运行结果的相关指令标识，例如用于寄存器赋值的指令；指令运行结果包括硬件内部的处理过程和/或处理过程对应的中间运算结果；硬件的内部处理过程即为硬件内部的操作信息，例如对寄存器和存储空间的访问过程；中间运算结果即为调试信息，例如变量的值、当前系统的状态、软件的一些状态机信息等。
图2为本发明软件测试系统的示例性结构图。如图2所示，本发明中的软件测试系统包括：CPU、测试信息单元和接口单元。
CPU，通过接口单元接收待测试软件的指令集；运行接收到的指令集中的指令；根据指令集中的记录指令，将该记录指令对应的指令运行结果实时输出给测试信息单元；
测试信息单元，接收并存储CPU输出的指令运行结果；通过接口单元将存储的指令运行结果作为测试结果输出。
上述系统中，测试信息单元可以根据预先设定的时间间隔，周期性地自动将内部存储的测试结果输出给外部的控制平台或者打印设备，也可以根据来自CPU或者外部控制平台的操作指令，将内部存储的测试结果输出给控制平台或者打印设备。
图3为本发明软件测试方法的示例性流程图。如图3所示，本发明中的软件测试方法包括以下步骤：
步骤301，运行待测试软件的指令集中的指令；
步骤302，在运行过程中，根据指令集中的记录指令，实时存储该记录指令对应的指令运行结果；
步骤303，输出作为测试结果的指令运行结果。
上述流程中，步骤303可以在步骤302之后立即执行，也可以在运行完所有指令后再执行。
下面，结合具体实施例，对本发明中的软件测试系统和软件测试方法进行详细说明。
图4为本发明实施例中软件测试系统的结构图。如图4所示，以CPU为增强型精简指令集单片机(Advanced RISC Machines，ARM)为例，本实施例中的软件测试系统包括：ARM 401、测试信息单元402和接口单元403。
其中，接口单元403又包括：作为输入接口的联合测试行动小组(JointTest Action Group，JTAG)接口431和作为输出接口的通用异步收发器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，UART)接口432。
ARM 401，用于通过JTAG接口431和外部JTAG仿真器，接收来自外部控制平台的待测试软件的指令集；运行接收到的指令集中的指令；根据指令集中的记录指令，例如Print_Buffer()，将该记录指令对应的指令运行结果实时输出给测试信息单元402。
测试信息单元402，用于接收并存储ARM 401输出的指令运行结果，并将该指令运行结果作为测试结果，通过UART接口432提供给外部控制平台或者打印设备。
实际应用中，测试信息单元402可以包括一个主控模块和一个存储模块，主控模块可以根据预先设定的时间间隔，周期性地自动读取存储模块内部存储的测试结果，并输出给外部的控制平台或者打印设备。其中，主控模块可以为现有的任何一种微处理器，例如8051单片机等，存储模块可以为现有的任何一种存储器，例如电可擦写只读存储器(E2PROM)、随机存储器(RAM)等。
测试信息单元402的主控模块也可以根据来自ARM 401或者外部控制平台的操作指令，读取存储模块内部存储的测试结果并输出给控制平台或者打印设备。这种情况下，ARM 401还可以在执行完指令集中的所有指令之后，向测试信息单元402的主控模块输出一个操作指令，请求主控模块将存储模块内部存储的测试结果输出。
本实施例中，测试信息单元402也可以不具有主控模块，而是由一个缓存器来实现，此时，测试信息单元402对ARM 401输出的指令运行结果进行缓存后，自动输出给控制平台或者打印设备；不具有主控模块的测试信息单元402还可以由现有任何一种存储器来实现，此时，ARM 401需要先读取测试信息单元402中存储的指令运行结果，再通过接口单元403的UART接口432输出给控制平台。
本实施例中的软件测试系统，也可以在实现本发明技术方案的同时，按照现有的软件测试技术输出测试结果，例如根据指令集中设置的断点指令逐步输出测试结果。
本实施例的软件测试系统中，也可以将通用串行总线(Universal SerialBus，USB)接口或者普通串行接口作为输出接口；测试信息单元402可以为任意的存储设备。
以上是对本发明实施例中的软件测试系统的说明，下面，对本发明实施例中的软件测试方法进行详细说明。
图5为本发明实施例中软件测试方法的流程图。如图5所示，本实施例中的软件测试方法包括以下步骤：
步骤501，在待测试软件的指令集中增加记录指令，并在软件测试系统初始化时，在内存中设置一个用于存储测试结果的存储单元。
其中，记录指令可以为Print_Buffer()；用于存储测试结果的存储单元可以为软件测试系统的已有内存中设置的记录缓冲器(Record Buffer)，也可以为在软件测试系统中增加的存储设备。
由于运行指令的过程最终都是反映到寄存器的操作上，也就是说最终都是通过调用底层函数中的相关指令来实现的，例如SetReg()和GetReg()，因此，本步骤中，将记录指令，例如Print_Buffer()，添加到底层函数中，即将Print_Buffer()作为底层函数中的一条指令。
本步骤中，也可以在指令集中设置断点指令，用于获取实时性要求不高的相关指令的运行结果，而记录指令则用于获取具有高实时性要求的指令的运行结果。
步骤502，运行待测试软件的指令集中的指令。
步骤503，在运行过程中，根据指令集中的记录指令，实时存储该记录指令对应的作为测试结果的指令运行结果。
以底层函数为SetReg()、用于存储测试结果的存储单元为Record Buffer为例，如果指令集中SetReg()函数的相关指令为：SetReg(addr＝val)，即表示对寄存器赋值，而记录指令为：Print_Buffer(addr＝val)，则本步骤中，将所有对寄存器赋值的处理过程，即赋值操作，以及处理过程对应的中间运算结果，即赋值后的变量取值，实时存储到Record Buffer中。
例如，指令集中顺序包括以下对寄存器赋值的指令：SetReg(0xFF＝15)、SetReg(0xFF＝20)、SetReg(0xFF＝15)，分别表示将15赋值给地址为0xFF的寄存器、将20赋值给地址为0xFF的寄存器、将15赋值给地址为0xFF的寄存器。则软件测试系统根据记录指令Print_Buffer(addr＝val)，记录依次将15、20、15写入地址为0xFF的寄存器的赋值操作，以及三个中间运算结果15、20和15。这样，在运行完所有指令之后，地址为0xFF的寄存器中的变量值为15，但从测试结果可以获知，此时的变量值不是第一个寄存器赋值指令的运行结果，而是第三个寄存器赋值指令的运行结果。
本步骤中，如果指令集中还包括断点指令，则根据断点指令暂停运行当前指令集，并直接输出当前的中间运算结果。
步骤504，输出已存储的作为测试结果的指令运行结果。
本步骤可以在运行完所有指令后再执行；当本步骤在运行完所有指令后执行时，可以根据运行指令集的CPU输出的操作指令之后再执行，也可以根据控制平台发出的操作指令来执行。
由于步骤503中实时存储的测试结果可以为多条指令的运行结果，因此，本步骤也可以与步骤503同时执行，即在步骤503实时存储了测试结果之后，可以根据预先设定的时间间隔，周期性地输出当前存储的测试结果，不必等待存储了全部测试结果之后，再一起输出。此时，由于测试结果的数据量较小，因此输出测试结果的速度较快，不会影响系统的正常运行。
本步骤中，可以通过UART接口或者USB接口等常用通信接口，将测试结果输出给打印设备或者控制平台。
在上述流程中，如果不需要获取实时性要求较高的指令的运行结果时，只需将通过一条定义(Define)指令，将指令集中的记录指令定义为无效指令即可。此时，步骤503不实时存储记录指令对应的指令运行结果，而是直接通过软件测试系统的输出接口输出作为测试结果的直接输出当前的中间运算结果。
在执行了上述流程之后，软件开发人员能够获得实时性要求较高的相关指令的测试结果，将获取到的测试结果与预先设定的参考结果进行比较，并根据两者的偏差对高实时性要求的指令进行调整，完善待测试软件的相关功能；测试人员也能够获得包括硬件内部处理过程的测试结果，并根据测试结果，通过寄存器批量写入(Batch write)工具复现CPU内部的硬件处理过程，从而对该软件的整体性能进行评测，并在测试结果存在偏差时，判断出偏差产生的原因是软件自身的问题还是CPU的硬件问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (13)
1、一种软件测试系统，其特征在于，包括中央处理单元CPU、测试信息单元和接口单元，其中，
所述CPU，用于通过接口单元接收待测试软件的指令集；运行接收到的指令集中的指令；根据指令集中的记录指令，将该记录指令对应的指令运行结果实时输出给测试信息单元；
所述测试信息单元，用于接收并存储CPU输出的指令运行结果；通过接口单元将存储的指令运行结果作为测试结果输出。
2、如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述接口单元包括：输入接口和输出接口；
所述CPU进一步通过输入接口接收待测试软件的指令集；
所述测试信息单元进一步通过输出接口将存储的指令运行结果作为测试结果输出。
3、如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述CPU进一步在执行完指令集中的所有指令之后，请求所述测试信息单元输出内部存储的测试结果；
所述测试信息单元进一步根据所述CPU的请求，通过输出接口将测试结果输出。
4、如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述测试信息单元进一步根据预先设定的时间间隔，周期性地通过输出接口将内部存储的测试结果输出。
5、如权利要求3或4所述的系统，其特征在于，所述CPU为增强型精简指令集单片机ARM；
所述输入接口为联合测试行动小组JTAG接口。
6、如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述输出接口为：通用异步收发器UART接口，或者通用串行总线USB接口。
7、如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述指令运行结果包括：硬件内部的处理过程和/或处理过程对应的中间运算结果。
8、一种软件测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
运行待测试软件的指令集中的指令，并在运行过程中，根据指令集中的记录指令，实时存储该记录指令对应的指令运行结果，然后输出作为测试结果的指令运行结果。
9、如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述运行待测试软件的指令集中的指令之前，进一步包括：在待测试软件的指令集中增加记录指令，并在软件测试系统初始化时，在所述系统的内存中设置一个用于存储测试结果的存储单元。
10、如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述在待测试软件的指令集中增加记录指令为：在待测试软件的指令集中的底层函数中增加记录指令。
11、如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述输出作为测试结果的指令运行结果为：在运行完指令集中的所有指令后，输出已存储的作为测试结果的指令运行结果。
12、如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述输出作为测试结果的指令运行结果为：根据预先设定的时间间隔，周期性地输出已存储的作为测试结果的指令运行结果。
13、如权利要求8至12中任意一项所述的方法，其特征在于，所述指令运行结果包括：硬件内部的处理过程和/或处理过程对应的中间运算结果。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20081217 Termination date: 20111212 |