满足DO-178B标准的目标码验证方案

满足DO-178B标准的目标码验证解决方案概述随着软件测试需求的增加，软件测试在不同的行业的之间交叉的趋势呈现出来；公司在寻找最实际的技术和标准时，也会关注除本行业外，相关行业的情况。例如在汽车和航空电子这两个行业，以前都基于DO-178B标准，随后也采用了MISRA的标准。采用“行业外”的测试标准成为一种趋势并由此带来新的测试技术的引入。在这当中，以DO-178B标准的目标码验证要求为例。目标码验证是许多航空电子程序的一个关键测试要素，但是该技术并没有在行业以外的应用。然而，许多现代嵌入式控制应用软件的尖端和安全苛刻的提高意味着随着厂商采用DO-178B，目标码验证也成为其中的关键要素，这个关键要素已经就位并正在被注意。目标码验证什么是目标码验证呢？DO-178B标准（6.4.4.2结构化语言覆盖率分析）相应部分描述的需求如下：“结构化语言的覆盖率分析可以在源代码级进行，但是如果A级软件并且编译器产生的目标代码不能直接追踪到源代码中的语句。那么，其他的验证要在目标代码中执行，这样来确定产生的代码序列的正确性。在目标码中检查编译器生成的数组的边界就是目标码不能直接追踪到源代码的一个例子。”简而言之，目标码的验证关心的是编译器产生的目标码的控制流结构的多少与源代码不一致。这些不一致产生的原因有许多，如：编译器的解释、优化等。然而，传统的结构化语言的覆盖率技术使用的是源码级的，尽管在处理器上执行的是目标码。二者之间控制流结构的不同在测试过程中会产生重大的差距。DO-178B的要求是：对于A级（安全苛刻性）应用软件的，按照标准的要求软件的开发者必须进行目标码的验证工作。虽然这只是整个应用系统中的一部分，但是它仍然需要进行大量的测试工作，因此需要相当可观的人力和财力投入。因此，自动化的，不依赖于编译器的验证过程可以节约大量的经费和时间。LDRA的目标码验证方案LDRA已经认可并对各个行业部门对目标码验证方案越来越多的需求做出响应，提供了一套完整的结构化语言覆盖率分析方案，包含源代码和目标码，从单元到系统和集成级。方案结合了高级源代码的LDRA工具套件和不同的目标级（汇编）源代码LDRA工具套件，目标级LDRA工具套件的类型是由运行的目标处理器决定的。举个经典的例子，如C\C++和TMS320C25X汇编组成的LDRA工具套件。这套组合以及许多其它的高级/汇编语言的组合都可以提供如下的覆盖度量：●语句（Statement）●分支（Branch）●测试路径（Testpath）●过程/函数调用（Procedure/FunctionCall）●布尔表达式覆盖（BooleanExpressionCoverage）─分支判定条件（BranchDecisionCondition）─分支条件联合（BranchConditionCombination）─修正条件/判定（ModifiedCondition/Decision（DO-178B））单元级目标码的验证Tbrun为目标码的验证提供自动的单元级方案，LDRA为这一类型的分析提供工具支持比其它工具制造商迈出了更有重大意义的一步。在“Object-boxMode”摘要中，LDRA单元测试目标代码验证的便利灵活是知名的，使用户可以为高级源代码的结构覆盖创建测试用例并为相应的目标码结构覆盖提供精确的相同的测试用例。便利灵活的关键是Tbrun自动产生的完善的驱动程序。驱动封装了整个测试环境，通过最初的测试验证定义、运行、监控测试用例及后来的回归分析。在“Object-boxMode”中驱动可以与高级原码单元或对应的目标代码连接。这样做用户可以确保为了测定任何的差异/不足，一个统一的测试过程可以被应用和比较。如果在测试过程中，在目标级识别出结构覆盖的差异/不足，用户呈现出一个机会去定义其它的测试用例来结束任何差距。在这样一个早期开发阶段能够确定和应用矫正的行为的明显优点是比较简单和经济的。它也有效的提高了代码的质量，整个测试过程的后阶段的集成和系统测试受益，更进一步来说减少了失败的比率，当应用到现场降低了维护的费用。当代码仍然在开发，以高自动化和低成本的方式，与令人满意的必需的目标码验证需求一起，在完善的代码评审和设计评审的基础上，开发人员可以从LDRA工具套件提供的测试反馈中获益。这些分析工具的结果可以反馈给开发团队，相应的有可能更多的代码和设计的差异可以被识别和矫正。结束语毫无疑问，对于那些要进行目标码验证的软件开发者来说这是一个重大的挑战。然而，采用合适的工具和方法，可以尽可能的减小所面临的困难，从而使开发者充分认识到采用这样的分析手段可以给代码质量和可靠性提高带来的好处。LDRA公司提供的目标代码验证工具表现为目前市场上最完善，最经济的解决方案。“LDRA的动态分析测试工具与更高级语言的集成确保了洛克希德马丁航空公司（LMCO美国造战斗机的公司）有一个‘outofthebox’的解决方案，这个方案被洛克希德马丁航空公司（LMCO）及其合作伙伴运用到JSF项目。”MikeCottrill,高级嵌入式软件工程师，JSF项目主要承包商洛克希德马丁航空公司