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《嵌入式软件测试与实践》系统论述嵌入式软件测试的技术体系架构，讲述嵌入式软件及测试技术的关键部
分，阐述嵌入式软件特性、嵌入式软件测试技术、嵌入式软件测试工具与应用等方面，从嵌入式软件测试基础、嵌入式软件测试方法与技术、基于FPGA 的嵌入式软件测试等方面对嵌入式软件测试进行了详细论述，将技术分析与应用指导融为一体。可以说这是一本反映嵌入式软件主流测试需求、集各类嵌入式软件测试技术及应用为一体的软件测试专业书
籍，对嵌入式软件测试从业人员及有志于学习研究嵌入式软件测试的读者大有裨益。

内容简介

《嵌入式软件测试与实践》反映嵌入式软件主流测试需求，将技术分析与应用指导完美融为一体，技术先进，内容丰富。《嵌入式软件测试与实践》浓墨重彩地描述嵌入式软件测试基本概念、特点、分类、需求、体系架构和实用技术，介绍嵌入式软件的编码规范、质量度量、软件工程化、安全认证等相关标准，详述自动化测试、可靠性测试、安全性测试等重要技术，最后深入讲解FPGA软件的设计规范、测试标准、测试流程和测试方法。

作者简介

赵国亮，特聘教授、硕士研究生导师、研究员、航天中认软件测评科技有限责任公司总经理、中国航天软件评测中心副主任，从事软件工程与软件评测相关工作近20年，具有扎实的理论基础和丰富的实践经验，负责过载人航天工程、探月工程、2008北京奥运安保系统等大型工程软件测评工作。目前担任国家科技专家库专家，国家认监委检测认证技术委员会委员，中国广核集团有限公司软件质量保证专家咨询委员会委员，中国航天科工集团706所科技委委员。主要研究方向包括：软件工程、嵌入式及分布式软件测试、虚拟化测试、代码可靠性测试、云测试等，曾撰写《软件代码可靠性测试实践》等专著，在中文核心期刊及学术会议发表学术论文10余篇。

目录

目 录

第1章 嵌入式软件测试概述 1
1.1 嵌入式软件及其特性 2
1.1.1 嵌入式软件概述 2
1.1.2 嵌入式软件设计方法 3
1.1.3 嵌入式软件测试的意义
和要求 8
1.2 嵌入式软件测试基础 11
1.2.1 嵌入式软件静态测试 12
1.2.2 嵌入式软件动态测试 12
1.2.3 嵌入式软件测试管理 13
习题与思考题 22
第2章 国内外嵌入式软件相关
重要标准及规范介绍 23
2.1 国外标准及规范 23
2.1.1 嵌入式软件编码规范 23
2.1.2 软件工程化标准 32
2.1.3 软件安全认证标准 37
2.1.4 软件测试标准 40
2.2 国内标准及规范 42
2.2.1 嵌入式软件质量度量 43
2.2.2 嵌入式软件编码规范 46
2.2.3 软件工程化标准及规范 51
2.2.4 嵌入式软件测试指南 65
习题与思考题 69
第3章 嵌入式软件静态测试 70
3.1 嵌入式软件质量度量 70
3.1.1 嵌入式软件质量模型 71
3.1.2 嵌入式软件质量模型的
度量元 87
3.2 嵌入式软件静态分析 95
3.2.1 编码规则检查 95
3.2.2 安全性检查 115
3.3 嵌入式软件代码分析 119
3.3.1 错误检测主要内容 120
3.3.2 运行时错误检测 121
3.4 软件代码审查 132
3.5 静态测试工具实践 136
3.5.1 软件静态测试工具 136
3.5.2 代码分析工具 140
习题与思考题 146
第4章 嵌入式软件动态测试 147
4.1 嵌入式软件测试技术 147
4.1.1 嵌入式软件黑盒测试 147
4.1.2 嵌入式软件白盒测试 151
4.2 嵌入式软件测试级别 156
4.2.1 单元测试 156
4.2.2 集成测试 161
4.2.3 配置项测试 175
4.2.4 系统测试 178
4.3 嵌入式软件动态测试工具 189
4.3.1 白盒测试工具 189
4.3.2 黑盒测试工具 208
习题与思考题 212
第5章 嵌入式软件测试过程 213
5.1 嵌入式软件测试过程模型 213
5.1.1 软件测试过程模型 213
5.1.2 软件代码可靠性测试
Z模型 219
5.2 嵌入式软件测试过程
管理工具SQATest-TM 222
5.2.1 SQATest-TM简介 222
5.2.2 SQATest-TM测试过程
管理功能 224
习题与思考题 229
第6章 嵌入式软件测试自动化 230
6.1 嵌入式软件测试自动化
技术 230
6.1.1 嵌入式软件测试自动化
过程模型 230
6.1.2 嵌入式软件自动化测试
工作原理 232
6.2 嵌入式软件自动化
测试框架 233
6.2.1 “黑盒”测试的自动化 234
6.2.2 单元测试的自动化 237
6.3 嵌入式软件自动化
工具ETest 238
习题与思考题 245
第7章 嵌入式软件可靠性测试 246
7.1 软件可靠性分析 251
7.1.1 软件失效模式及影响分析 252
7.1.2 软件故障树分析 257
7.2 软件可靠性测试 260
7.2.1 软件可靠性增长测试 262
7.2.2 软件可靠性验证测试 263
7.2.3 软件可靠性摸底测试 266
7.2.4 软件可靠性测试用例
设计方法 266
7.3 软件可靠性评估 273
7.3.1 软件可靠性评估参数 273
7.3.2 软件可靠性模型 274
7.3.3 操作剖面的构造 277
7.4 军工软件可靠性工程 281
习题与思考题 283
第8章 嵌入式软件安全性测试 284
8.1 嵌入式软件安全性分析 284
8.1.1 嵌入式软件安全性需求 284
8.1.2 嵌入式软件安全性定义 286
8.2 嵌入式软件安全性测试要求 288
8.2.1 嵌入式软件安全性过程 288
8.2.2 嵌入式软件安全性
测试类型 292
8.3 嵌入式软件安全性测试
技术及方法 294
8.3.1 嵌入式软件安全性
测试技术 294
8.3.2 嵌入式软件安全性
测试方法 300
8.4 安全装备软件认证 303
8.4.1 安全装备软件定义 303
8.4.2 安全装备软件认证及
方法 304
习题与思考题 308
第9章 嵌入式软件测试平台及环境 309
9.1 全实物仿真测试 309
9.1.1 全实物仿真测试概念 310
9.1.2 全实物仿真测试应用 310
9.2 全数字仿真测试 311
9.2.1 全数字仿真测试
技术及环境 311
9.2.2 全数字仿真测试开发
支持 312
9.3 半实物仿真测试 314
9.3.1 半实物仿真测试
技术及环境 314
9.3.2 半实物仿真开环测试 316
9.3.3 半实物仿真闭环测试 317
9.3.4 半实物仿真测试的
技术发展 317
9.4 仿真测试策略 318
9.4.1 基于仿真环境的测试
策略 318
9.4.2 基于交叉调试的测试
策略 321
9.5 基于虚拟仪器的嵌入式
软件测试 324
9.5.1 虚拟仪器的概念 324
9.5.2 虚拟仪器技术在测试中的
应用 327
9.6 基于虚拟样机的嵌入式
系统仿真测试 332
9.6.1 虚拟样机技术的概念 332
9.6.2 虚拟样机及虚拟测试 333
9.7 嵌入式仿真测试工具 335
9.7.1 全数字仿真测试工具 335
9.7.2 嵌入式应用仿真工具 342
习题与思考题 346
第10章 基于FPGA的嵌入式
软件测试基础 347
10.1 FPGA介绍 347
10.1.1 FPGA原理 347
10.1.2 FPGA应用基础 348
10.1.3 FPGA系统开发过程 349
10.1.4 FPGA系统开发工具
支持 353
10.2 FPGA设计规范要求 361
10.2.1 语法设计要求 361
10.2.2 通用设计要求 363
10.2.3 跨时钟域设计要求 367
10.2.4 常见设计缺陷 368
10.3 FPGA相关标准规范 370
10.3.1 Actel器件编码规范 371
10.3.2 Altera器件编码规范 374
习题与思考题 375
第11章 基于FPGA的嵌入式
软件测试技术 376
11.1 FPGA测试流程及
基本方法 376
11.2 FPGA静态测试 378
11.2.1 FPGA编码错误检测 379
11.2.2 静态时序分析方法 379
11.2.3 时序约束分析 381
11.2.4 功耗分析测试 384
11.2.5 逻辑资源分析测试 385
11.2.6 静态测试工具介绍 385
11.3 FPGA仿真测试 396
11.3.1 FPGA仿真测试技术
介绍 396
11.3.2 FPGA仿真测试验证
方法 396
11.3.3 测试激励及测试脚本
要求 397
11.3.4 仿真测试内容与测试
工具 398
11.3.5 仿真测试工作准备 401
11.3.6 仿真测试工作步骤 401
11.3.7 仿真测试工具使用流程 403
11.4 FPGA软件形式验证 407
11.4.1 FPGA软件形式
验证介绍 407
11.4.2 形式验证内容与
验证工具 407
11.4.3 形式验证测试条件与
测试准备 408
11.4.4 等价性检查工作步骤 410
11.4.5 等价性检查工具
使用流程 410
11.5 SOC系统验证 416
习题与思考题 417
参考文献 418

前言/序言

前 言
2015年5月国务院发布了《中国制造2025》行动纲领，明确提出了实施高端装备创新工程，高端装备主要包括国防装备、航空航天装备、先进轨道交通装备等。智能制造是高端装备的有效支撑，包括高端数控机床、工业机器人、增材制造以及工业互联网等。高端装备和智能制造已结合为一个有机整体，其中，规模庞大的高安全、高可靠嵌入式软件系统对高端装备和智能制造行业给予了有力支撑，如A380中的软件规模超过了1000万行，我国轨道交通中仅第三代列车控制系统CTCS3的软件规模就达到60万行。因此保障高端装备和智能制造中的嵌入式软件质量显得异常重要。
航天中认软件测评科技(北京)有限责任公司是在国家推动军民融合发展，加快推进经济发展方式转变和信息化与工业化融合，提升中国软件产业质量和效率的背景下，由中国航天科工集团第二研究院七〇六所(航天软件评测中心)、中国质量认证中心、中国家用电器研究院和北京航天科工军民融合科技成果转化创业投资基金合资建立。自成立以来，致力于将高标准、高可靠性要求的航天军用软件测评技术应用于民用软件市场，保障高端装备和智能制造业的嵌入式软件质量，提高软件水平。
《嵌入式软件测试与实践》力求从嵌入式软件测试的实际应用需求出发，借鉴赵国亮编写的《软件代码可靠性测试实践》以及蔡建平编写的《嵌入式软件测试实用技术》，对两《嵌入式软件测试与实践》中的嵌入式测试相关内容进行了整理，同时结合航天中认实际项目实验，在此基础上描述了嵌入式软件测试的解决方案和相关知识。
《嵌入式软件测试与实践》涉及三大方面内容，第一方面讲述嵌入式软件测试的基础知识，描述嵌入式软件特性及相关概念，针对国内外嵌入式软件编码规范、质量度量、软件工程化、软件测试等相关标准进行了详解；第二方面重点描述和分析嵌入式软件的测试方法和技术，包括静态测试和动态测试的测试技术、测试类型和测试工具实践，还涵盖了典型测试过程模型、测试自动化技术、可靠性测试、安全性测试相关的测试内容、测试方法和测试工具，此外针对嵌入式软件常用的测试平台和环境也进行了讲解；第三方面讲述基于FPGA的嵌入式软件测试，包括FPGA软件的设计规范和测试标准，以及测试过程中用到的测试技术方法和手段。
《嵌入式软件测试与实践》配套网站提供电子教案。读者可访问http://www.tupwk.com.cn/downpage/，输入《嵌入式软件测试与实践》中文书名或ISBN下载，也可直接扫描《嵌入式软件测试与实践》封底的二维码下载。
《嵌入式软件测试与实践》的完成得益于许多人的奉献及参与，赵国亮和叶东升对书籍的整体架构、思想及方向进行了把控，并对《嵌入式软件测试与实践》进行了审阅、修改和定稿。书中各章内容由董丽、赵琪、周健和辛中臣完成，第1章、第4章、第5章、第6章由董丽负责资料收集、起草和编写，第3章、第7章由赵琪负责资料收集、起草和编写，第2章、第8章、第9章由周健负责资料收集、起草和编写，第10章、第11章由辛中臣负责资料收集、起草和编写。《嵌入式软件测试与实践》很多内容是对学术论文、其他书籍和互联网资料改编的结果，读者可以从参考文献中发现，《嵌入式软件测试与实践》参考、整理、借鉴和引用了大量文献，但很多网上资料由于转载或引用频繁无法找到原出处，在参考文献中无法明确标注。最后，我们感谢在书籍编著过程中对我们提供帮助及支持的单位。
《嵌入式软件测试与实践》面向嵌入式软件开发和测试相关人员以及想要深入学习嵌入式软件测试内容的人员。《嵌入式软件测试与实践》也是航天中认软件测试工程的一项重要成果。目前国内关于嵌入式软件测试方面的书不多，很多都是翻译或者培训用的，里面讲的仍是普通软件测试的内容。《嵌入式软件测试与实践》以传统的软件工程化思想为主，在大量嵌入式软件测试实例的基础上，系统介绍嵌入式软件测试的基本概念、相关标准、测试思想、测试技术方法和测试工具，力图反映嵌入式软件测试领域的最新发展和当前测试技术内容，深入浅出，使读者更容易理解和学习掌握。

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