Metodologia de projeto de software embarcado voltada ao teste

Devido ao crescente incremento de complexidade do software embarcado atual, dada a abundância de recursos disponíveis de hardware, está cada vez mais difícil manter a qualidade do software embarcado desenvolvido sem incorrer em aumentos de custo que inviabilizem o projeto. Com isto, o teste de software embarcado é atualmente uma importante área de pesquisa, onde são buscadas técnicas de teste que maximizem o número de falhas encontradas ainda em tempo de projeto e a um custo satisfatório. Muitas das soluções pesquisadas envolvem aspectos não apenas relativos ao teste propriamente dito, mas ao projeto do produto desde a sua concepção, daí a necessidade de metodologias conjuntas de desenvolvimento e teste. Neste trabalho, é apresentada uma metodologia de desenvolvimento e testes de software embarcado com o objetivo de permitir que grande parte da tarefa de desenvolvimento e teste seja executada em um ambiente de desenvolvimento de software de aplicação, sem a presença do hardware. Neste ambiente, o desenvolvimento é pensado desde o início do projeto visando à qualidade do teste, assim caracterizando esta metodologia como uma técnica DFT (do inglês design for testability). Na abordagem proposta, o hardware físico é substituído por modelos funcionais, construídos na mesma linguagem de programação do software em desenvolvimento. O uso destes modelos permite ao desenvolvedor a construção e aplicação de casos de teste capazes de exercitar o software embarcado tanto no ambiente de software de aplicação, quanto na plataforma alvo, sem alterações. Esta dissertação mostra a metodologia sendo aplicada ao software embarcado de um medidor eletrônico de energia, onde cinco modelos de dispositivos de hardware foram construídos, que permitiram a execução tanto de testes de unidade, quanto de testes de integração, em um ambiente de desenvolvimento de software de aplicação. Finalmente, uma análise de cobertura, realizada com o auxílio de uma ferramenta que, de outra forma, não seria compatível com o software da plataforma alvo, mostrou que a execução conjunta do software e dos modelos permite atingir a cobertura de quase a totalidade do software embarcado desenvolvido, onde os casos de teste foram capazes de verificar desde as camadas de software de aplicação até as camadas de software dependente do hardware.Due to the growing increment of complexity of the current embedded software, given the abundance of hardware resources, it is becoming increasingly difficult to maintain the software quality without requiring high development and test costs that could make the project impracticable. In this context, embedded software testing is an important research area, where test techniques that maximize the number of errors detected during design time at a satisfactory cost have been investigated. Many of the proposed solutions involve aspects not related only to the testing itself, but to the product design since its conception, hence the need of methodologies for the development and test of software. In this work, we present a methodology of development and test of embedded software that allows the execution of most of the task of development and test in an application software development environment, without the physical hardware. In the application software environment, the development is thought, since the first stages, aiming the execution of the test, hence this methodology can be seen as a DFT (design for testability) technique. In the proposed approach, the physical hardware is replaced by functional models, constructed using the same programming language of the embedded software under development. The use of such models allows the developer to construct and apply test cases capable of exercising the embedded software both in the application software environment and in the target platform environment, without any change. In this work, the presented methodology is applied to the embedded software of an electronic energy meter, where five hardware device models were constructed, which enabled the execution of both unit and integration tests in the application software environment. Finally, the coverage analysis, performed with a software tool that otherwise would not be compatible with the target platform, showed that the simultaneous execution of the software and the models make it possible to achieve an almost complete coverage of the developed embedded software, where the test cases were able to verify the software from the application layers to the hardware dependent layers