嵌入式模块自动测试系统软件设计

季玉香，唐晓强

（国网冀北电力有限公司技能培训中心（保定电力职业技术学院），河北 保定 071000）

随着信息技术的不断发展，计算机系统硬件和软件都得到相应的发展和提升，嵌入式系统的硬件规模和性能得到极大的提升，嵌入式系统软件的开发和应用具有一定的复杂性和规模性，正是由于其运行环境的特殊性，对其系统的应用和开发的精度要求非常高。只有稳定、可靠的系统，才能保证在嵌入时，不会影响原始系统运行。开发和研究嵌入式自动测试系统，成为当前相关产业发展的重要课题。软件质量对整个产品的质量起到决定性的作用，继续我们进一步提升嵌入式领域的自动测试技术水平，以保证产品检测质量，并提升软件的可靠性，缩短整个系统的开发周期。

1 传统软件设计中存在的问题

目前该单位采用传统的单片机系统进行自动测试和控制操作，其运算能力低下，主要采用传统的现场数据处理技术。随着现代作业的不断变化，已经无法满足其需求。其主要存在问题包括：

1.1 开发平台不同数据类型结构不统一

网络程序具有多样性，开发的平台也是多种多样的，包括Windows、Linux等，两者的平台不同就会导致处理器存在很大的差异，数据库的选择上也会有所不同，这种平台的差异，数据库安装的差异都会导致类型和结构的不统一，比如说Windows可以直接对一个网络程序进行访问，但是Linux需要安装所访问程序的相关软件；其次处理器的不同使字的长度存在一定的差异，由于不同的处理器所支持的体系结构不同，从而导致子长不同，形成结构的差异性。这种差异产生的最主要原因是因为控制台和测试台在开发的过程中选择了不同的开发环境，使用了不通的编程语言，环境和语言的差异最终导致了数据类型结构的不同。

1.2 数据库备份及恢复不及时

首先要解决数据源的配制问题，数据源是数据库信息的主要来源，而自动测试系统的备份和恢复是通过控制台进行，所以控制台要合理的配制这些数据源，通过特定的网络程序实现数据源的有效配置但，但是很多的控制系统都没有及时的对这些数据源进行配制，实践的延误在一定程度上影响了数据的备份，有些控制 系统在进行数据源配制时没要根据规定的程序和方法，导致数据源配制不合理；由于数据库的储存量较大，储存的信息较多，一直到测试结束再对数据库进行配制很有可能丢失部分数据，尤其是在测试项目较多的时候，没有在每一个项目测试结束后进行配置很有可能导致项目数据的遗漏，从而影响数据库的备份和数据库的恢复。以上问题都是数据库备不及时，没有定期定时备份所导致的。控制台和测试台如图1所示。

图1 控制台和测试台Fig.1 Console and test bench

1.3 测试报告的设计和生成

测试报告是对测试过程的概述，测试结果的说明和分析，为了真实的反映测试的情况，我们在对测试报告进行设计时要充分的考虑这些问题，包括测试的方法，测试的问题，测试的结果以及最后的分析都要在测试报告中体现。但是目前很多自动测试系统的测试报告都不够全面，往往只关注了测试的结果，没有反映测试的问题，也没有对这些问题进行分析；其次测试报告的种类较多，目前应用最广泛的文字报告大多基于一定的网络平台，比如说WORD、EXCEL等，这些网络模板的应用虽然有利于测试报告的生成，但是带来的问题也是不容小觑的，尤其是测试的项目和模块存在很大的差异，但是在生成报告的时候并没有考虑这些差异，更多的采用同一种方法进行报告设计和生成。这些报告设计和生成问题都严重的影响了测试效果的反映状况，对发现问题和解决问题产生了很大障碍。

2 系统升级与优化设计

该单位为了实现对对象的静态几何参数的测试，采用监测系统，使用现代便携式轨道检测仪器，极大地降低了工作人员的工作量。其系统设计的优化方案如下：

在SoC的设计理念上融合ARM系列的微处理技术，应该嵌入式系统更好的升级系统。ARM核以高性能、低能耗的特点，在系统中配制IC制造厂生产的大量片上外设，进一步提升ARM系列处理器拥有良好的嵌入式功能。系统设计采用ARM7TDMI核处理器S3C44BO，完成自动测试。其主要的核心构成系统包括通信核数据两个模块，具体分析如下：

2.1 软件网络通信设计

通信是网络设计的重要组成部分，在整个嵌入式模块自动测试系统中占有非常重要的地位，这种通信功能主要是通过一种网络编程的接口和网络中不同的应用程序进行通信，然而这中网络编程的接口具有一定的特殊性，需要依靠TCP/IP的数据进行套接字的连接，所谓的套接字也就是两个程序进行通讯连接的一个端点，要想保证网络通信的正常，我们就需要确保套接字的功能。这种软件网络通信的设计使各网络程序很好的交流，形成一个良好的资源共享平台，不仅有利于对这些网络程序进行统一的控制，形成一个良好的控制系统，还对嵌入式模块测试系统有着进一步的改进和完善，使其更好的发挥测试作用[1-2]。

由于网络通信具有及时性和全面型的特点，自动测试系统需要通过这样的软件网络通信来更好的接收和传输信息，自动测试系统软件网络通信的设计和开发是一项复杂的工程，由于自动测试系统不能直接的进行通信，需要依靠数据包来达到通讯的需求，这也就给网络通信设计提出了更高的要求。我们在进行实际的设计和开发的时候要留有一定空间的缓冲区，为通讯的全面性和稳定性提供一定的保障；其次在设计的时候要遵循通信的原则和协议，比如说TCP/IP的协议就是我们在开发时必须遵守的，要坚持这些原则的条件下进行设计和开发，使各网络程序的功能和性能能够有效发挥，推动嵌入式模块自动测试系统的进一步发展[3],如图1所示。

图2 网络通信设计流程图Fig.2 Network communication design flow

2.2 数据库设计

数据库是自动测试系统实现控制和管理职能的主要场所和依据，通过网络通信，自动测试系统对各网络程序形成了一个整体控制，整体控制的来源就是这些数据库的信息，通过数据库反应的网络信息可以清楚的了解网络程序出现问题的环节和地方，为解决这些问题提供一定的参考[4]。其次数据的管理和储存也是要依靠数据库来进行的，要想保证数据库信息的准确性和全面性，自动测试控制系统需要对数据库直接的操作，比如说我们经常用到的ADO、DAO等，这些就是直接操作数据库的方式，由于开发的平台存在很大的差异，那么我们在进行操纵的时候就要根据不同的平台选择不同的方法。

自动测试所设计的项目包含方方面面的内容，如果所有的项目测试的数据都集中在一张数据表上，不仅会给数据分析和查找带了麻烦，还会影响整个自动测试系统的功能，这也就要求我们在对数据库进行设计时要重点考虑这一问题，尽可能的把每一个项目的数据用独立的数据表来记录，是表格反映的信息清楚明了；由于嵌入模式不是单一不变的，针对不同的自动测试系统有 不同的类型选择，如果每一种类型的嵌入模式都记录在同一张表格上，不能很好的将各类型的模式进行分类，不仅降低了工作效率，还影响了自动测试的效果，为了避免这一情况的出现，在对数据库进行设计时要给不同类型的嵌入模式用不同的表格记录，更全面的反映信息；同时还要对测试的时间、测试的项目、测试的模式以及测试的人员进行总体记录，在出现问题是能够及时的发现问题出现的原因，并且快速的采取解决措施[5-6],如图3所示。

图3 自动测试系统Fig.3 Automatic test system

3 系统嵌入式自动测试优化体会与效果

通过本次实验研究，笔者总结提出，要保证嵌入式系统自动测试的质量核效率，应该在结构设计时，注意从以下几个方面考虑：

3.1 改善结构的统一性

造成结构不统一最主要的原因是因为控制台和测试台不同环境和编程语言的选择，为了解决这一问题，我们就要更好的发挥网络通信功能，双方在制定通信协议时要根据数据包的数据形式和储存方式进行有效的沟通，减小数据库之间的差异，改善结构的统一性。

3.2 及时的备份和恢复数据库

数据库的备份是为了更好的储存信息，一旦数据受到损坏，就可以利用备份将损坏的数据恢复，但是数据库的备份和恢复都有一定的条件限制，需要在特定的环境下进行，为了更好的保证数据库的备份和恢复功能，我们应该对备份和恢复的策略进行更加深入的研究。比如说在测试大型项目或者多个项目时，要在每一个环节结束后都进行备份，不能再全部结束后备份，从而保证数据库信息的全面性，在数据库受到损害时也能够全面的恢复[10-11]。

3.3 严格控制测试报告的设计和生成

上述中提高设计报告存在不全面问题，这也就要求我们在设计测试报告时包含的内容要全面，包括测试时间、地点、人员，测试方法、步骤、问题以及结果分析，不能只有结果的显示而没有过程的探讨；其次要根据测试模块的不同和项目的不同生成不同的测试报告，利用现代化的网络技术，合理的选择报告的平台和生成方式，更好的反映测试效果。

通过本次系统的优化设计，该系统能顺利完成控制和运算操作，具有12位高性能AD转换器的MAX197设备，能顺利完成传感器信号的转换，并成功将数据保存到数据库中。系统整体运行效率由原来的65%，提升到现在的89%，取得非常理想的实践效果。

4 结束语

综上所述，随着嵌入式系统软件开发实践的不断深入，嵌入式在实践中的应用也越来越广泛。而随着产业生产实践活动的逐渐复杂和多样化，我们迫切需要一种测试系统软件的开发和应用，能在软件开发的单元阶段、集成阶段以及系统阶段等对嵌入式系统软件进行实时的在线跟踪式测试与分析，从而全面提高整体系统运行的可靠性。这样才能保证质量和效率。本文主要针对一种嵌入式自动测试系统软件的构成、模块框架以及实践应用等多方面问题进行分析，证明嵌入式模块自动化测试系统软件的开发和应用，具有重要的现实价值和意义，值得我们深入探讨。

[1]于文龙,应朝龙,王岩，等.嵌入式自动测试系统模块优化配置方法研究[J].宇航计测技术,2008,28(3):48-51.

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