嵌入式系统代码静态分析与测试方法探讨.pdf

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1、嵌入式系统代码静态分析与测试方法探讨何天添，等嵌入式系统代码静态分析与测试方法探讨StudyonCodeStaticAnalysisandCodeTestTechnologyofEmbeddedSystem俪天添1凌当冶1’2(华东理工大学信息学院1，上海200237；化工过程先进控制与优化技术教育部重点实验室2，上海200237)摘要：随着嵌入式系统硬件可靠性水平的不断提高和嵌入式软件的日益复杂化，软件的可靠性在嵌入式系统整体町靠性中所占的比重也越来越大。在探讨-『代码静态分析技术中关键步骤的基础上，制定了编码标准，并且选择了合适的静态分

2、析工具；同时，介绍了自行开发的代码测试框架和测试用例设计方法，并将其运用到某智能仪表软件的测试中，得到了良好的测试效果。关键词：嵌入式系统软件可靠性静态分析代码测试xML技术中图分类号：TP206+．1文献标志码：AAhstract：A10ngwimthesituationthattIlereliabilityoft}Iehardwareofembeddedsystemi8continuouslyincre粕ingandtheembeddedsonwareisbecomingmorecomplicated，t}Iereliabilityof

3、舯fhVareplaysmoreimponantroleinintegratedreliabjlityoft}leeIIlJkddedsystem．Thecriticalp∞cedureofcodestaticanalysi8technologyisinvestigatedandtheencodingstandardisdrewup，andthestaticanalysi8t00li88elected．Inad—dition，tIIesemdeVelopedcodete8tframeworkanddesigIlmetllodoftllete

4、stexampleareintroduced．1he$ellavebeen印pliedinsofharetestfbrce№inintelligentinstmmentwithexceUenttest雒bcts．Kqrwords：EmbeddedsystemSoftwarereliabilityStaticanalysisCodetestXMLtechnoIogy0引言以通信和计算机技术为基础的嵌入式系统正越来越多地被应用于工业过程控制领域中，随着工业生产环境的复杂恶劣和人类“安全生产”意识的提高，对嵌入式控制设备的可靠性和安全性提出了更高

5、的要求。同时，考虑到现今嵌入式系统中越来越多的控制功能均由软件实现的情况，系统的高可靠性和安全性实现应着重考虑软件部分。通常，软件开发遵循V模型，主要包含设计和验证两大环节。测试作为验证环节不可缺少的部分之一，其开销较大，特别是对于嵌入式系统测试，其本身就具有很高的难度。虽然IEC61508功能安全标准给出了验证环节应采用的技术和措施¨1，但具体的实现方法和实施细节仍需我们去探索。编码阶段实现由设计到代码的转变，是V模型中的一个重要阶段。由于编码直接关系软件运行的可靠性，因此，本文主要讨论代码静态分析方法和模块测试技术。代码静态分析是指在代

6、码复审阶段，依靠代码静态分析工具，无需执行程序即可发现可能包含错误或国家“863”基金资助项目(编号：2009AA042144)；’浙江省科技计划基金资助项目(编号：2008c16016)；上海市重点学科(B504)基金资助项目。第一作者何天添，男，1986年生，现为华东理工大学控制理论与工程专业在读硕士研究生；主要从事功能安全技术方面的研究。漏洞的代码。它可以使代码中的缺陷数降低6倍¨1。代码静态分析除了需选择合适的静态分析工具外，制定有效、可实施和可验证的编码标准也是关键之处。模块测试则需要运行被测代码，搭建测试环境和设计合适、有效的测

7、试用例。1代码静态分析技术嵌入式软件设计一般均采用模块化方法，静态分析所针对的对象就是各个模块，通常在静态分析之后即对模块进行测试。代码静态分析的一般过程如图1所示，其中比较重要的步骤为制定编码标准、选择合适的静态分析T具及结果检查等。制定编码标准配置静态分析工具运行静态分析_[具修正缺陷代码测试发现缺陷?提交模块图l代码静态分析的一般过程Fig．1Generalprocessofcodes诅ticanalysis1．1编码标准制定代码静态分析的第一步需要制定编码标准。虽然编码标准并无精确定义，但IEC61508认为编码标准应26PRoCE

8、SSAUToMATIoNINSTRUMENTATIoNVoL32N仉2Febnmry2011嵌入式系统代码静态分析与测试方法探讨何天添，等规定较好的编程习惯、限制非安全语言特性(