星载软件测试用例设计方法的研究

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1、第40卷第3期2010年5月航空计算技术AeronauticalComputingTechniqueV01．40No．3May．2010星载软件测试用例设计方法的研究刘雅(上海航天电子技术研究所，上海201109)摘要：主要针对航天型号星栽软件，结合三种测试方法的各自特点，归纳整理出测试方法在实际测试用例设计申使用情况以及产生的典型案例。并通过三种测试方法的比较得到每种测试方法的适用情况以及在实际卫星型号星载软件测试工程实践中的运用。目的是通过对三种测试方法的研究和典型案例的分析进一步提高软件评测的技术能力。关键词：星载软件；嵌入式软件；测试用例；测试方法中

2、图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1671．654X(2010)03．0099．04引言在测试需求和动态测试环境确定以后，测试用例就成了决定软件测试是否达到目的的最重要因素。是否能够设计出较好的测试用例是航天型号软件评测质量的关键。由于航天型号软件高可靠性、高安全性要求，这使得一些在通常的测试中很少涉及的测试项目，对于航天型号软件评测来说成了必须的项目或在评测中必须考虑的因素，这对设计测试用例又提出了更高的要求。深入、透彻地理解各种测试方法，并合理有效地加以运用就显得尤为重要。作为专门从事安全关键等级为A、B级的航天型号星载软件第三方确认测试机构，

3、经过不断的实践和经验积累，尤其是近几年来，以多个重点航天型号卫星软件产品测试为契机，以及广大软件评测人员的不懈努力，软件评测技术能力有了长足的进步。l航天型号星载软件特点a．大量实时嵌入式软件航天型号星载软件，大量是实时嵌入式软件，例如数管、姿态控制、有效载荷等，这些软件实时性要求高。如星载计算机软件大量计算和控制任务执行循环周期为ms级，内存资源有限，开发工具昂贵，并且与硬件紧密相关CPU种类繁多。这使得一般软件测试技术和方法运用非常困难⋯，软件评测面对较大的挑战。b．软件开发平台繁多、编程语言各异由于航天型号星载软件承担任务繁重，软件主要划分为平台软件和

4、有效载荷软件，操作系统有Linux、Vxworks等。大量使用汇编语言同时也有ADA、C等高级语言，并应用于多种CPU平台上，如1750、80C196，80C51等芯片。这使得软件评测人员需要掌握广泛的编程知识和测试手段。c．高可靠性、高安全性要求航天型号星载软件运行于特定或具有特殊条件的环境中，因此都有高可靠性、高安全性要求。如为达到抗干扰、抗空间环境因素对软件影响等特殊事件，软件必须采取防错设计、容错和冗余设计、纠错设计、故障恢复设计等技术，来减少错误和提高健壮性从而提高软件可靠性；这使得一些通常的测试中很少涉及的测试项目对于航天型号软件评测来说成了必须

5、的项目或在评测中必须考虑的因素，例如强度测试、安全性测试、恢复性测试、边界测试，即使在通用的功能、性能、接口等测试中也需要充分考虑测试用例设计，结合覆盖性测试分析，力求达到测试充分。2星载软件测试用例设计显然，如果在实际星载软件测试用例设计中继续采用一些传统的设计方法，这与如今结构复杂、可靠性、安全性要求高的星载软件是不相适应的。为了提高星载软件测试用例设计合理性，提高星载软件第三方测试技术水平，我们逐渐尝试着使用一些科学的测试用例设计方法。以下部分主要针对边界值法、等价类法和基于决策表这三种测试用例设计方法在工程实践中的运用情况进行研究。2．1边界值测试方

6、法及运用边界值分析法就是对输入或输出的边界值进行测试的一种黑盒测试方法。不仅考虑输入条件，还要考收稿日期：2010．01．19作者简介：刘雅(1978一)，女，上海市人，工程师，研究方向为航天卫星型号嵌入式软件测试技术。·100·航空计算技术第40卷第3期虑输出空间产生的测试情况。主要分为一般边界值法和健壮性边界值法。健壮性边界值分析是一般边界值分析的一种简单扩展，该方法的基本思想是使用输入变量取值的7点法：略小于最小值、最小值、略高于最小值、正常值、略低于最大值、最大值和略超过最大值。利用该方法进行测试的主要价值就是观察程序例外(即非正常)情况下的处理结果

7、悼J。最坏情况测试采用了可靠性理论的多缺陷假设，对这些集合进行笛卡儿积计算以生成测试用例。实例：某型号星载软件注数功能测试需求规定：将数据内容复制到以首地址起始的RAM区中，末地址=首地址+数据个数。其中0x8000<=首地址<0x9000H，0<=数据个数<=4096。第一步：先采用健壮性边界值最坏测试方法将所有情况都罗列出来，具体见表1。表1两变量健壮最坏情况测试用例第二步：结合实际情况中的约束条件，得到测试用例集合。该案例中的约束条件：0x8000<=首地址+数据个数<=0x9000，且数据个数不能为负数。第三步：根据实际情况选取有价值的测试用例。该案

8、例具体见表2。表2最终测试用例集合首地址，数据个数取