- 淺談嵌入式微內(nèi)核實時操作系統(tǒng)的說明與測試

任務間通信機制是提供多任務間相互同步和通信，以協(xié)調(diào)獨立任務之間活動的機制。 ①共享內(nèi)存，提供數(shù)據(jù)共享。Woif采用簡單快速的禁止中斷手段保證共享數(shù)據(jù)被互斥訪問②消息隊列實現(xiàn)一CPU內(nèi)多任務間通信和同步。Woif提供消息隊列函數(shù)庫創(chuàng)建、刪除、發(fā)送消息，消息隊列是動態(tài)建立的抽象對象，不綁定于任務一個任務。 3 微內(nèi)核測試設計方案 設計嵌入式操作系統(tǒng)軟件測試方案時，我們根據(jù)系統(tǒng)分析的基本思想，定用判定表、功能矩陣將其劃分成狀態(tài)測試、系統(tǒng)調(diào)用功能測試。 (1)多任務狀態(tài)測試 下面運用判定表設計狀態(tài)轉移測試用例。首先確定狀態(tài)轉移活動(5類活動)： ①運行態(tài)到阻塞態(tài)E→B; ②阻塞態(tài)到就緒態(tài)B→R; ③阻塞態(tài)到運行態(tài)B→E; ④就緒態(tài)到就緒態(tài)E→R。 ⑤執(zhí)行態(tài)到就緒態(tài)E→R。 然后列出不同活動必須遵守的狀態(tài)轉換規(guī)則并編號。這里編號形式定義為：具體活動編號+數(shù)字序列編號。例如：用轉換規(guī)則編號③2，表明該規(guī)則是活動3必須遵守的第2條規(guī)則。 以下是部分轉換規(guī)則。 ◇一個運行態(tài)的任務E變成阻塞態(tài)B(E→B)： ①，它從一個空消息隊列中請求一個消息;或者②，它等待一個不會即將發(fā)生的事件條件;或者③，它請求一個當前不能提供的信號量標志;或者④，它請求一段目前不能提供的內(nèi)存;或者⑤，它暫中止一個時間段或直到一個特殊的時刻。 ◇一個阻塞態(tài)的任務B變成就緒態(tài)R(B→R)： ①，B是消息等待隊列中的第一個任務，它等待的消息來到消息隊列中;或者②，一個事件發(fā)送給了B，滿足了它一直等待的事件的條件;或者③，一個信號量標志被返回，B是等待隊列中的第一個;或者④，返還的內(nèi)存區(qū)允許分配給B;或者⑤，B一直在超時等待一個事件、消息、信號量或一個內(nèi)存段(當超過時間間隔)。 ◇一個阻塞態(tài)的任務B變成運行態(tài)(B→E)： 任何一個(B→R)任務條件滿足，該任務運行優(yōu)先級就高于運行態(tài)任務，這個運行態(tài)任務是能被搶先的。 ◇一個就緒態(tài)的任務R會變成運行態(tài)任務(R→E)，在當前運行態(tài)任務是： ①阻塞;或者②，可搶占。R有較高的優(yōu)先級。 ◇一個運行態(tài)的任務R會變成就緒態(tài)任務(E→R)，當： ①任何一個阻塞狀態(tài)的任務B滿足了(E→R)的發(fā)生條件(由于當前E或一個ISR系統(tǒng)調(diào)用);或者②，滿足(R→E)的2至4條件中的任何一個條件發(fā)生。 最后，確定判定條件，建立判定表。這里有3個判定條件：當前狀態(tài)是E，或當前狀態(tài)是B，或當前狀態(tài)是R。如滿足對應規(guī)則，則填寫“Y”，不滿足對應規(guī)則，則填寫“N”。如果在判定條件的規(guī)則下，進行的活動正確，則用“√”確認，錯誤用“%26;#215;”確認，尚未測試用“□”確認，無關用“⊙”確認。 表1為任務狀態(tài)判定表(部分)。 表1 任務狀態(tài)判定表(部分) 條 件 ①1 ①2 ①3 ①4 ①5 ②1 ②2 ②3 ②4 ②5 當前狀態(tài)E Y Y Y Y Y N N N N N 當前狀態(tài)B N N N N N Y Y Y Y Y 當前狀態(tài)R N N N N N N N N N N ①E→B √ √ √ √ √ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ②B→R ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ √ √ √ √ √ ③B→E ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ④R→E ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⑤E→R ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ %26;#215; %26;#215; %26;#215; %26;#215; %26;#215; 表1顯示了測試活動1和活動2的正確性。其中滿足條件2的活動有2個，即活動2和活動5，但由于活動5并支持對應的規(guī)則，所以結果用 “%26;#215;”標示。 由表1可以看出，使用判定表明晰測試覆蓋，能保持測試的完備性和一致性。 (2)多任務功能測試 首先，分析Wolf的微內(nèi)核功能，將其劃分成3個測試功能域： ①面向應用層的高級系統(tǒng)服務(調(diào)用)測試域。Wolf為應用層提供豐富的系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)，將其細分為操作系統(tǒng)服務類、內(nèi)存服務類、文件系統(tǒng)服務類、I/O服務類及調(diào)試平臺服務5類。 ②面向內(nèi)核的多任務調(diào)度測試、任務通信測試及內(nèi)存測試域。 ③面向低層硬件的設備驅(qū)動測試、時鐘測試、功耗測試域。 其次，將系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)使用的數(shù)據(jù)類型分類，如表2所列。經(jīng)過數(shù)據(jù)分類，使得上百個函數(shù)測試通過20多個數(shù)據(jù)類型的測試來實現(xiàn)，。提高測試效率。測試提供的統(tǒng)計數(shù)字為最后的測試失敗率、覆蓋率提供依據(jù)。(N1，N2，N3，N4，N5，N6分別代表測試的次數(shù)) 表2 系統(tǒng)調(diào)用數(shù)據(jù)類型分類 數(shù)據(jù)類型函數(shù)調(diào)用的次數(shù)測試用例測試的個數(shù)測試域 ①String N1 N4 應用層 ②Buffer N2 N5 內(nèi)核層 ③Integer N3 N6 應用層 　　　　結束語 本文在嵌入式微內(nèi)核操作系統(tǒng)Wolf測試過程中設計出有效的測試方案和方法，取得良好的效果。Wolf微內(nèi)核操作系統(tǒng)研制成功以來，能夠支持多種便攜式信息處理設備，例如已產(chǎn)業(yè)化的閱讀不耗電電子書(eBook)。 Wolf作為電子閱讀應用軟件的開發(fā)和數(shù)字圖書館閱讀終端產(chǎn)品開發(fā)的有利支持系統(tǒng)，與北大方正Apabi電子書籍網(wǎng)絡出版平臺系統(tǒng)及電子出版業(yè)相結合，帶給人們一個便攜式閱讀電子書籍的新時代。