luận văn kiểm thử phần mềm nhúng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

Bùi Ngọc Hải

KIỂM THỬ PHẦN MỀM NHÚNG

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY

Ngành: Công nghệ thông tin

HÀ NỘI - 2010

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

Bùi Ngọc Hải

KIỂM THỬ PHẦN MỀM NHÚNG

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY

Ngành: Công nghệ thông tin

Cán bộ hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Ngọc Bình

HÀ NỘI - 2010

Lời cảm ơn

Đầu tiên tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Ngọc

Bình, người thầy đã định hướng đề tài và tận tình hướng dẫn tôi hoàn thành khóa luận

này.

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy, cô giáo khoa Công nghệ thông tin,

trường Đại học Công Nghệ - Đại học Quốc Gia Hà Nội đã chỉ bảo, giúp đỡ tôi trong suốt

quá trình học tập tại trường.

Tôi cũng xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới bạn bè của tôi, những người đã

luôn cổ vũ, động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện khóa luận tốt

nghiệp.

Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn tới bố mẹ và toàn thể gia đình với lòng biết ơn và

tình yêu thương sâu sắc.

Hà Nội, tháng 5 năm 2010

Bùi Ngọc Hải

Tóm tắt

Các hệ thống nhúng ngày nay rất phát triển với những ứng dụng rộng rãi trong nhiều

lĩnh vực công nghiệp và đời sống, đâu đâu ta cũng bắt gặp các ứng dụng của hệ thống

nhúng, từ những thiết bị nhỏ như điện thoại, máy nghe nhạc đến các hệ thống phức tạp

như ô tô, máy móc công nghiệp. Trong phát triển phần mềm nhúng, khâu kiểm thử có vai

trò quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng và độ tin cậy của hệ thống. Các hệ thống

nhúng có kiến trúc phần cứng cũng như phần mềm rất đa dạng, trong đó có rất nhiều hệ

thống sử dụng vi điều khiển họ 8051 và phần mềm viết cho hệ thống này thường được

viết bằng ngôn ngữ C. Khóa luận này sẽ trình bày một số phương pháp kiểm thử chương

trình C cho vi điều khiển 8051.

Một cách rất phổ biến để kiểm thử phần mềm cho hệ thống nhúng nói chung và cho

hệ thống 8051 nói riêng, đó là chạy phần mềm trên chương trình giả lập phần cứng,

chương trình giả lập ở đây có thể là một vi điều khiển ảo, cũng có thể là chương trình mô

phỏng trực quan cả một hệ thống mạch bao gồm vi điều khiển và các thiết bị khác. Một

cách khác để kiểm thử chương trình cho 8051 đó là sử dụng công cụ Unit Test – kiểm thử

mức đơn vị, Unit Test giúp ta kiểm thử và đảm bảo chất lượng từng đơn vị nhỏ nhất của

chương trình.

Mục lục

Chương 1. Mở đầu .............................................................................................................. 1

1.1. Đặt vấn đề ................................................................................................................. 1

1.2. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................................. 1

1.3. Cấu trúc của khóa luận ........................................................................................... 2

Chương 2. Hệ thống nhúng và phần mềm nhúng ........................................................... 3

2.1. Hệ thống nhúng ........................................................................................................ 3

2.2. Phần mềm nhúng ..................................................................................................... 5

Chương 3. Kiểm thử phần mềm và kiểm thử phần mềm nhúng .................................. 7

3.1 Kiểm thử phần mềm ................................................................................................. 7

3.1.1. Kiểm thử phần mềm là gì? ............................................................................... 7

3.1.2. Kiểm thử đơn vị (unit test): .............................................................................. 7

3.1.3. Integration Test – Kiểm thử tích hợp .............................................................. 8

3.1.4. System Test - Kiểm thử mức hệ thống ............................................................ 8

3.1.5. Acceptance Test - Kiểm thử chấp nhận sản phẩm ......................................... 9

3.1.6. Regression Test - Kiểm thử hồi quy ................................................................ 9

3.2. Kiểm thử phần mềm nhúng .................................................................................. 10

3.2.1. Tổng quan về kiểm thử phần mềm nhúng .................................................... 10

3.2.2. Kiểm thử bằng phương pháp chạy phần mềm trên môi trường giả lập

phần cứng. .................................................................................................................. 10

3.2.3. Kiểm thử phần mềm nhúng bằng Unit Test. ................................................ 11

Chương 4. Lập trình nhúng cho vi điều khiển 8051 bằng ngôn ngữ C ....................... 12

4.1. Vi điều khiển 8051 .................................................................................................. 12

4.2. Lập trình C cho 8051 với trình biên dịch SDCC ................................................ 13

4.2.1. Ngôn ngữ C và lập trình nhúng ..................................................................... 13

4.2.2. Lập trình C cho 8051 ...................................................................................... 14

4.2.3. Trình biên dịch SDCC .................................................................................... 15

4.2.4. IDE cho lập trình 8051 với SDCC ................................................................. 18

4.2.5. Ví dụ về lập trình C cho 8051 với SDCC và MIDE-51 ................................ 19

Chương 5. Kiểm thử chương trình cho 8051 bằng công cụ giả lập ............................. 21

5.1. Chương trình giả lập vi điều khiển “8051 series microcontroller simulator”. 21

5.1.1. 8051 series microcontroller simulator ........................................................... 21

5.1.2. Ví dụ kiểm thử chương trình cho 8051 trên chương trình giả lập 8051

series microcontroller simulator .............................................................................. 23

5.1.3. Nhận xét ........................................................................................................... 28

5.2. Chương trình mô phỏng hệ thống mạch điện tử Proteus .................................. 29

5.2.1. Giới thiệu Proteus ........................................................................................... 29

5.2.2. Ví dụ về kiểm thử chương trình nhấp nháy Led trên Proteus ................... 33

5.2.3. Nhận xét ........................................................................................................... 37

Chương 6. Kiểm thử chương trình cho 8051 bằng Unit Test, sử dụng công cụ

Embedded Unit ................................................................................................................. 38

6.1. Giới thiệu Embedded Unit .................................................................................... 38

6.2. Cải tiến để sử dụng Embedded Unit cho lập trình C cho 8051 ......................... 39

6.3. Ví dụ kiểm thử chương trình C cho 8051 với Embedded Unit .......................... 40

6.4. Nhận xét .................................................................................................................. 44

Chương 7. Kết luận .......................................................................................................... 45

Phụ lục ............................................................................................................................... 46

Phụ lục A: Kiến trúc vi điều khiển 8051 ..................................................................... 46

Phụ lục B: Hướng dẫn sử dụng Embedded Unit ....................................................... 52

Tài liệu tham khảo ............................................................................................................ 55