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越來越多的智能設(shè)備正在進入我們生活的角角落落，包括您的電腦、智能電話、最新的蘋果iPad等。而設(shè)備中的嵌入式軟件還在不停地促使您的汽車、洗衣機和電網(wǎng)向著智能化的方向發(fā)展。事實上，在我們的生活中，已經(jīng)越來越難找到不包含嵌入式軟件的大型電子設(shè)備了。
有誰會想到，為了去一趟雜貨店，我們的汽車需要多少電子控制單元（ECU）不停地運作？又有誰會想到，今天的汽車所能帶給我們的舒適享受已將過去我們認為煩惱、瑣碎的駕駛變成了一種美好的體驗。然而，隨著基于軟件的設(shè)備變得更加普遍和復(fù)雜，嵌入式工程師越來越面臨著簡化設(shè)備的設(shè)計和測試過程，實現(xiàn)設(shè)備缺陷可追溯性的巨大挑戰(zhàn)。
目前的嵌入式開發(fā)過程通常包括不同形式的設(shè)計仿真、驗證、確認和系統(tǒng)測試。在這些階段，設(shè)計和測試工具間很難過渡。這往往會造成需要將測試代碼、測試案例和仿真與I/O接口重新寫入到模型中。
此外，由于傳統(tǒng)設(shè)計工具也正變得越來越繁重，而模型和用例也日益復(fù)雜，我們很難將用于純仿真測試的多個模型聯(lián)結(jié)在一起。這些問題對企業(yè)在利潤、人員需求、文檔化及產(chǎn)品上市時間等方面提出了挑戰(zhàn)。
實時測試軟件的角色
對之前開發(fā)過程中用到的設(shè)計和測試工具、模型以及仿真數(shù)據(jù)進行復(fù)用，是目前嵌入式控制設(shè)備開發(fā)的一個趨勢。許多設(shè)計和測試工程師在整個開發(fā)過程中會積極地復(fù)用設(shè)計模型。然而，如果這些工程師在設(shè)計流程中也對測試進行復(fù)用，那么就能進一步實現(xiàn)更高的效率和質(zhì)量（如圖1所示）。
圖1 實時測試軟件幫助實現(xiàn)模型和測試任務(wù)在整個嵌入式設(shè)計流程中的復(fù)用
為了滿足這一需求，一種新型軟件——實時測試軟件誕生了。該軟件能夠幫助工程師在整個嵌入式設(shè)計流程中復(fù)用測試任務(wù)，例如，激勵配置、測試序列、分析程序和需求跟蹤。所謂“實時”是指該軟件對嵌入式系統(tǒng)其余部分進行建模，從而具備在真實環(huán)境中，對測試設(shè)備進行測試固件的能力。
在設(shè)計流程的各個階段，從最初的產(chǎn)品定義一直到最終的系統(tǒng)測試，您可以通過使用相同的測試軟件組件來獲得更好的連續(xù)性。這對于診斷臨床故障而言尤為重要——由于特征采集和生產(chǎn)中的測試程序不同導(dǎo)致很難判斷故障原因的案例屢見不鮮。
例如，當開發(fā)嵌入式控制軟件時，激勵配置、分析程序以及其他模型在環(huán)（MIL）設(shè)計任務(wù)中使用到的組件將會被復(fù)用，以創(chuàng)建硬件在環(huán)（HIL）以及原型控制器的現(xiàn)場測試。
一旦這一階段完成，演進的軟件測試組件將是HIL、子系統(tǒng)和系統(tǒng)集成測試系統(tǒng)開發(fā)的起點。
最終，在設(shè)計階段制造商所使用的生產(chǎn)測試計劃與原先設(shè)計階段的測試計劃具有相同的“DNA”。同樣地，在ASIC設(shè)計中，計算機輔助工程（CAE）工具使用的測試臺和分析儀將應(yīng)用于基于儀器的測試系統(tǒng)。最后，開發(fā)團隊將以同樣的方式來生產(chǎn)和檢查結(jié)果。
這樣將使這些團隊更快更高效地做出決策和調(diào)整，節(jié)省了時間成本和預(yù)算。這種方法不僅使得團隊在應(yīng)對測試中出現(xiàn)問題時具有高度的靈活性和適應(yīng)能力，并且，當由于中期項目需求變動而產(chǎn)生更多測試用例，或在設(shè)計流程各階段中進行故障追溯時，這一方法也是很有幫助的。
然而，尤其需要注意的是，盡管實時測試軟件使得嵌入式設(shè)計和測試的效率有了顯著的提升，但在解決您的嵌入式設(shè)計和測試需求時，您需要考慮到的絕對不僅于此。為了確保您開發(fā)需求的準確性并保證您的設(shè)計可轉(zhuǎn)成真實的產(chǎn)品，除了聘請專家以外，您還應(yīng)該制定并遵循風格指南和精細的流程。
有些公司已經(jīng)開始以全新的視角看待嵌入式開發(fā)程序，把測試組件作為開發(fā)過程中一個通用DNA。這樣的公司無疑將更具有競爭力。設(shè)計完成后進行的測試任務(wù)將會成為產(chǎn)品設(shè)計過程中不可缺少的一環(huán)。
盡管他們本身的目的不同，但隨后的測試組件將會共享一個通用的結(jié)構(gòu)。他們在某些時候會是之前步驟的克隆，在另一些情況下則是其他步驟的演變。這一關(guān)系將會擴展目前項目的通用需求到測試組件和過程的實際復(fù)用。這將大大節(jié)省成本、時間和人力，同時終端用戶可以從最新的軟件設(shè)備中獲得更佳的品質(zhì)。
作者：美國國家儀器有限公司 Eric Starkloff
