[發明專利]一種基于硬件板卡接入的軟件虛擬化測試環境構建方法

有效

• 申請號: 202011392719.6
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112463614B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發明（設計）人: 安恒;張慧穎;孔祥炳;司倩然;賈張濤;金玉川;李雅斯
• 申請（專利權）人: 北京計算機技術及應用研究所;中國人民解放軍63921部隊
• 主分類號: G06F11/36
• 分類號: G06F11/36;G06F9/455
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 張然

本發明涉及一種基于硬件板卡接入的軟件虛擬化測試環境構建方法，其中，包括：搭建嵌入式目標處理器指令集虛擬仿真環境；搭建嵌入式系統片上設備虛擬仿真環境；完成硬件板卡在宿主機上的適配安裝，實現宿主機虛擬環境下對板卡的操作與控制；建立外部設備模擬環境與宿主機硬件板卡的物理連接，建立外部設備模擬環境與硬件板卡的通信鏈路；獲取虛擬環境下對外部設備模擬環境消息，建立虛擬環境下的消息處理響應機制，將外部設備模擬環境發送的消息通過硬件板卡完整的反饋給虛擬運行環境；處理虛擬環境下對外部設備模擬環境消息，建立虛擬環境下狀態更新機制，將虛擬運行環境處理后的消息結果和消息狀態通過硬件板卡準確的反饋給外部設備模擬環境。

技術領域

本發明涉及嵌入式系統技術，特別涉及一種基于硬件板卡接入的軟件虛擬化測試環境構建方法。

背景技術

嵌入式系統研制過程中，一般通過半實物仿真測試環境進行嵌入式軟件的開發調試。半實物仿真測試環境通常包括真實目標機、外部設備模擬環境以及配套的連接件、電纜等，其中外部設備模擬環境能夠模擬嵌入式系統外部環境的總線激勵和邏輯響應處理。半實物仿真測試環境下，嵌入式軟件運行于真實的目標機之上，軟件的性能和總線的接口特性能夠得到充分的驗證，但囿于嵌入式系統硬件資源有限、硬件接口專用性強等特點，嵌入式軟件的動態執行情況難以精確統計，并且基于硬件的運行環境故障注入存在較大局限，因此，嵌入式軟件的測試充分性不易保證。

軟件虛擬化測試技術通過指令集仿真實現嵌入式系統虛擬目標機，使得軟件運行情況透明可控并能夠實時統計軟件運行狀態、生成代碼覆蓋率統計分析數據，是提升軟件測試充分性的有效手段。

為了滿足嵌入式軟件測試充分性的要求，同時實現外部設備模擬環境的有效復用、避免重復開發，發明了基于硬件板卡接入的軟件虛擬化測試環境構建方法，通過設備總線硬件板卡橋接，實現已有系統總線激勵環境和虛擬目標機的交聯互通，繼而支持開展軟件虛擬化測試。

傳統的基于實裝或半實物環境的測試環境存在資源利用率低、測試成本高、測試周期長、出現故障不可逆、覆蓋率獲取困難等問題，尤其是在硬件設備設計定型之后，由于缺少相應的硬件接口、基于硬件環境的代碼覆蓋率統計分析變得更加困難；而單純的基于指令集仿真技術構建的虛擬化動態測試環境雖然可以減少軟件測試對專用硬件環境的依賴、提供包括源代碼、目標碼在內的覆蓋率統計分析手段，實現測試環境快速部署，但單一的虛擬化測試環境難以復用已有的外部激勵注入等專用檢測設備，重新實現功能容易造成資源浪費，重復工作和測試周期延后等問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于硬件板卡接入的軟件虛擬化測試環境構建方法，用于解決當前半實物仿真測試環境下無法保障軟件測試充分性的問題。

本發明一種基于硬件板卡接入的軟件虛擬化測試環境構建方法，其中，包括：第一步、搭建嵌入式目標處理器指令集虛擬仿真環境；第二步、搭建嵌入式系統片上設備虛擬仿真環境；第三步、完成硬件板卡在宿主機上的適配安裝，實現宿主機虛擬環境下對板卡的操作與控制，包括板卡初始化、板卡打開、板卡通道設置以及消息設置；第四步、建立外部設備模擬環境與宿主機硬件板卡的物理連接，建立外部設備模擬環境與硬件板卡的通信鏈路；第五步、獲取虛擬環境下對外部設備模擬環境消息，建立虛擬環境下的消息處理響應機制，將外部設備模擬環境發送的消息通過硬件板卡完整的反饋給虛擬運行環境；第六步、處理虛擬環境下對外部設備模擬環境消息，建立虛擬環境下狀態更新機制，將虛擬運行環境處理后的消息結果和消息狀態通過硬件板卡準確的反饋給外部設備模擬環境，完成消息處理閉環響應。

根據本發明的基于硬件板卡接入的軟件虛擬化測試環境構建方法的一實施例，其中，虛擬部分負責仿真被測程序的運行環境，運行在宿主機上，實物部分負責實現外部激勵，運行在上位機上；引入板卡代理設備實現虛擬半區和實物半區的消息無差別傳輸，在虛擬半區，板卡代理設備具有和虛擬片上設備完全相同的接口，虛擬片上設備和板卡代理設備可以通過虛擬總線進行通信，在實物半區，板卡代理設備集成真實的物理設備板卡，通過物理總線與物理設備進行通信，進而實現虛擬半區和實物半區的消息無差別傳輸。