嵌入式系统软件可靠性设计与测试方法

通过设计与初始化ARM s3c2410内部的存储器保护系统MPU来保护睡眠任务的存储空间不受当前运行任务的非法访问,有效增强了嵌入式系统软件的可靠性.并利用LDRA Testbed测试套件对项目中的代码进行了静态分析、复杂度分析、图形化分析,得出了各项测试结果,准确地评估了所设计出的系统的可靠性,并给出了优化建议.     

一种基于Linux平台的嵌入式软件测试工具

详述了软件测试工具K7在Linux环境下对嵌入式软件进行代码测试的过程。结果表明,测试嵌入式Linux程序时,使用该工具能使被测程序从目标平台脱离,在宿主机RedHat9环境下完成代码静态分析,从而有效降低了嵌入式软件测试的复杂度,能够帮助程序员迅速查找软件的设计缺陷,提高软件可靠性。     

二进制代码覆盖率评估系统的设计与实现

在程序动态测试中,需要评价二进制代码动态测试效果.提出了一种二进制代码覆盖率评估方法,设计并实现了基于分支轨迹存储技术的二进制代码覆盖率评估系统.通过分支监视引擎记录动态测试中的代码分支轨迹,利用分支轨迹数据修正静态分析结果,综合静态分析结果和分支轨迹记录评估二进制代码覆盖率,并实现轨迹数据的可视化.实验结果表明,该系统能够有效提高覆盖率评估精度和效率.     

嵌入式Linux系统的引导过程及启动代码分析

在嵌入式系统开发中,启动代码的设计是系统开发的关键技术。结合嵌入式Linux系统的引导过程,重点分析了嵌入式系统中启动代码的设计方法,并对开源软件Uboot中启动部分代码进行了详细分析,从而为编写高效的启动代码提供参考,文中代码可在基于ARM7的系统上运行。     

Matlab Coder生成C代码的研究与应用

借助Matlab Coder可以缩短软件开发从方案到实现的时间,加速软件开发。本文提出一种方法:利用Matlab 2012a的Matlab Coder代码生成工具箱,将Matlab经典图像处理代码转换成高效、可移植的C代码静态库文件,成功移植到ARM9开发系统下运行。对比实验表明,用本文提出的方法生成的软件代码,在嵌入式目标系统中运行状况良好,其易维护性和执行效率等方面也优于手工编写的代码,实现了嵌入式系统软件代码的快速生成。     

基于嵌入式计算机的软件测试关键性技术分析

为了捕捉代码中存在的错误,分析运行代码过程,称为软件测试。其能够在很大程度上提高软件质量,强化软件的可靠性与稳定性,逐渐成为软件产品优化的重要辅助。嵌入式软件测试的专业性非常强,开发流程繁杂。嵌入式计算机是一种专门针对项目开发所的专业计算机,能够根据不同工作需求发挥相应作用,显著提升软件开发效率与质量。基于此,详细分析了基于嵌入式计算机的软件测试关键性技术。     

一种基于故障模型的代码静态测试方法研究

软件测试是排除软件故障,提高软件质量和可靠性的重要手段。基于故障模型的软件测试是软件编码阶段的主流测试方法之一。基于故障模型的代码静态测试技术具有测试效率高、对逻辑复杂故障测试效果好等特点。鉴于此,本文采取一种特殊的静态分析技术来实现对代码的测试。首先讨论传统软件测试方法的缺点和局限性,给出基于故障模型的静态测试方法的优越性;然后在分析过程中,综合应用抽象语法树和控制流图,提出一种基于故障模型的软件测试方法。依据该算法开发自动化测试工具,给出实验结果和对比分析,并指出下一步的研究方向。     

车载嵌入式监控系统软件测试的研究与应用

针对车载嵌入式监控系统具有实时性、复杂性、硬件依赖性等特点,为了保证车载嵌入式监控系统的可靠性,提出了适用于该系统的软件测试方法;对车载嵌入式监控系统测试应遵循白盒测试与黑盒测试相结合的原则,实行人工走查的静态分析法,根据测试的各个阶段采取适当的交叉测试策略,并进行了测试总体设计和测试用例的开发;测试执行结果及其分析表明,采用正确的测试设计方法可以有效的发现车载嵌入式监控系统的各类问题,保证软件质量.     

基于模型的无刷电机控制代码快速生成

基于模型设计是国外流行的一种先进的嵌入式系统开发方式。以无刷直流电机为例,利用开发工具Simulink、Stateflow、Real-Time Workshop（RTW）等,可在MATLAB平台实现其算法模型。经验证正确后直接生成嵌入式代码,用户仅需作少量代码微调即可在Proteus中进行虚拟硬件测试。该方法无需设计者精通各种编程语言,只需了解设计规范与实现原理,极大地降低了嵌入式系统开发难度,缩短了开发周期,并且能够保证代码的高效性、可靠性。     

嵌入式系统仿真研究

嵌入式环境的仿真能够为嵌入式软件的测试和可靠性的提高提供有力保障.当前的指令集环境模拟不能满足实际测试中的需要,基于此,构建了满足最小测试子集的仿真系统.该系统以关键控制单元为触发点,仿真嵌入式汇编软件的运行环境,实现了全数字、跨平台仿真,并支持脱离硬件的系统联调.为其它嵌入式系统的仿真提供了可借鉴经验.     

航天嵌入式软件代码逻辑分析

为提高航天嵌入式软件的测试质量、确保航天型号任务的圆满完成,对航天嵌入式软件代码审查重要内容之一的代码逻辑分析进行了研究.通过对软件缺陷的机理、缺陷查找过程、缺陷暴露过程、以及缺陷引发后果的分析,结合多年软件测试工程实践经验的总结,提出了场景分析法、时序分析法、假想故障追源法等10种主要的代码逻辑分析方法.开展了代码逻辑分析方法的应用分析、代码审查与其它测试手段之间的对比分析,通过分析,给出了代码审查的工程适用性说明.研究成果已在航天型号软件第三方评测中全面推广应用,实践数据表明,应用效果良好,使代码审查的缺陷发现率由业界公认的30％～70％提升至90％以上.相关分析方法和分析思路对动态测试设计以及软件缺陷自动化检测工具的研发均具有一定的参考作用.     

Ensuring the Integrity of Embedded Software with Static Code Analysis

With embedded software becoming increasingly pervasive and critical to our society, developers must ensure that their software code performs as intended and doesn't fail. Static code analysis is key in controlling code quality even before unit testing. It doesn't replace other verification and validation steps but helps remove certain defect types that otherwise wouldn't be found. This article provides an overview on static code analysis and insight on how to best use it.     

基于目标码的测试覆盖不可达分析方法

基于目标码的测试覆盖率分析是软件测试过程的必要关键步骤,不可达分析能够保证测试的完整性和充分性.给出嵌入式软件基于覆盖率测试的分析过程,在嵌入式虚拟测试平台的基础上,对程序目标代码插桩,采用语句和分支覆盖率分析准则,将黑盒测试和白盒测试相结合,分析不可达分支语句引入机理,并通过具体的反汇编代码实例分析来验证这种测试方法的可行性和有效性.专门针对覆盖率不可达的分析可以有效验证软件功能,发现软件缺陷,进一步提升软件质量.     

大规模源代码增量式资源泄漏检测方法

资源泄漏是影响软件质量和可靠性的一种重要软件缺陷,存在资源泄漏的程序长时间运行会由于资源耗尽而发生异常甚至崩溃.静态代码分析是进行资源泄漏检测的一种有效的技术手段,能够基于源代码或者二进制代码有效地发现程序中潜在的资源泄漏问题.然而,精确的资源泄漏检测算法的复杂性会随着程序规模的增加呈指数级增长,无法满足生产中即时对缺陷进行分析检测的实际应用需求.面向大规模源代码提出了一种增量式的静态资源泄漏检测方法,该方法支持过程间流敏感的资源泄漏检测,在用户编辑代码的过程中,从变更的函数入手,通过资源闭包、指向分析过滤等多种技术手段缩小资源泄漏检测范围,进而实现了大规模代码的即时缺陷分析与报告.实验结果表明：该方法在保证准确率的前提下,90%的增量检测实验可以在10s内完成,能够满足在用户编辑程序过程中对缺陷进行即时检测和报告的实际应用需求.     

源代码漏洞静态分析技术

漏洞这一名词伴随着计算机软件领域的发展已经走过了数十载。自世界上第一个软件漏洞被公开以来,软件安全研究者和工程师们就一直在探索漏洞的挖掘与分析方法。源代码漏洞静态分析是一种能够贯穿整个软件开发生命周期的、帮助软件开发人员及早发现漏洞的技术,在业界有着广泛的使用。然而,随着软件的体量越来越大,软件的功能越来越复杂,如何表示和建模软件源代码是当前面临的一个难题;此外,近年来的研究倾向于将源代码漏洞静态分析和机器学习相结合,试图通过引入机器学习模型提升漏洞挖掘的精度,但如何选择和构建合适的机器学习模型是该研究方向的一个核心问题。本文将目光聚焦于源代码漏洞静态分析技术(以下简称:静态分析技术),通过对该领域相关工作的回顾,将静态分析技术的研究分为两个方向:传统静态分析和基于学习的静态分析。传统静态分析主要是利用数据流分析、污点分析等一系列软件分析技术对软件的源代码进行建模分析;基于学习的静态分析则是将源代码以数值的形式表示并提交给学习模型,利用学习模型挖掘源代码的深层次表征特征和关联性。本文首先阐述了软件漏洞分析技术的基本概念,对比了静态分析技术和动态分析技术的优劣;然后对源代码的表示方法进行了说明。接着,本文对传统静态分析和基于学习的静态分析的一般步骤进行了总结,同时对这两个研究方向典型的研究成果进行了系统地梳理,归纳了它们的技术特点和工作流程,提出了当前静态分析技术中存在的问题,并对该方向上未来的研究工作进行了展望。     

基于嵌入式SIMD处理器的音频解码优化

嵌入式处理器越来越多地采用SIMD并行架构来提升其媒体处理能力,该文提出基于该架构的优化流程,采用算法和处理器架构紧密结合的优化原则,利用现有编译器来降低汇编编程工作量,对算法关键部分采用手工编程来确保优化效率。该流程被应用在基于XScale平台的MP3解码优化中,短时间内将解码效率提高60%,接近IPP库的性能。     

嵌入式系统编程中的代码优化

从嵌入式系统的特点出发 ,阐述了嵌入式系统编程语言的选择以及代码优化的方法。首先分析了嵌入式系统特点和嵌入式系统编程的要求 ,以及嵌入式实时程序设计中语言的选择。接着结合嵌入式软件开发的实践 ,阐述了嵌入式软件开发中代码优化的方法。最后作出总结 ,提出综合利用各种方法和必要性     

Automatic testing environment for multi-core embedded software—ATEMES

Software testing during the development process of embedded software is not only complex, but also the heart of quality control. Multi-core embedded software testing faces even more challenges. Major issues include: (1) how demanding efforts and repetitive tedious actions can be reduced; (2) how resource restraints of embedded system platform such as temporal and memory capacity can be tackled; (3) how embedded software parallelism degree can be controlled to empower multi-core CPU computing capacity; (4) how analysis is exercised to ensure sufficient coverage test of embedded software; (5) how to do data synchronization to address issues such as race conditions in the interrupt driven multi-core embedded system; (6) high level reliability testing to ensure customer satisfaction. To address these issues, this study develops an automatic testing environment for multi-core embedded software (ATEMES). Based on the automatic mechanism, the system can parse source code, instrument source code, generate testing programs for test case and test driver, support generating primitive, structure and object types of test input data, multi-round cross-testing, and visualize testing results. To both reduce test engineer's burden and enhance his efficiency when embedded software testing is in process, this system developed automatic testing functions including unit testing, coverage testing, multi-core performance monitoring. Moreover, ATEMES can perform automatic multi-round cross-testing benchmark testing on multi-core embedded platform for parallel programs adopting Intel TBB library to recommend optimized parallel parameters such as pipeline tokens. Using ATEMES on the ARM11 multi-core platform to conduct testing experiments, the results show that our constructed testing environment is effective, and can reduce burdens of test engineer, and can enhance efficiency of testing task.