최근 개발하는 소프트웨어의 복잡도 증가로 소프트웨어 및 전체 시스템에 대한 테스팅 기술의 중요성이 커지고 있는 추세에 맞춰 임베디드 소프트웨어에 대한 테스팅 기술의 활발한 연구가 진행되고 있다. 임베디드 소프트웨어 테스트는 개발하는 소프트웨어의 결함 발견을 통해 그 기능과 품질에서 더욱 완전한 소프트웨어 개발을 할 수 있다는 장점을 가지고 현재 차량전장용 표준 플랫폼인 AUTOSAR(AUTomotive Open System ARchitecture) 소프트웨어의 표준 준수여부를 테스트하는 AUTOSAR 적합성 테스트에 적용되고 있다. 본 논문에서는 AUTOSAR 적합성 테스트 프로세스 중 디자인 단계의 테스트 아키텍처를 Eclipse GMF에 기반을 둔 설계 도구 개발을 소개한다. 본 논문의 AUTOSAR 적합성 테스트를 위한 테스트 아키텍처 설계 도구를 통해 설계된 테스트 시스템 결과물의 재사용성을 제공할 것이라 예상한다.
소프트웨어를 동적으로 테스트 하려면 대상 소프트웨어에 적절한 데이터를 주어 실행해 보아야 한다. 효과적인 테스트가 되기 위해서 테스트 케이스의 선택뿐만 아니라 테스트 케이스가 어떻게 표현되었는가가 중요하다. 또한 정적인 테스트 작업에도 테스트를 위한 체크리스트가 어떻게 작성되었는지에 따라 테스트 작업의 효율성이 좌우된다. 이 논문에서는 비효율적이며 문제가 있는 테스트 케이스와 체크 리스트들을 리엔지니어링하는 방법을 제시하고 이를 실험 하였다. 임베디드 시스템의 일종인 디지털 방송수신 장치에 탑재된 소프트웨어를 대상으로 하여 이미 사용 중인 테스트 케이스의 효율성과 적합성을 따져보고 이를 리엔지니어링 하였다. 리엔지니어링 한 후의 테스트 케이스의 산출물이 얼마나 효과적인지를 살펴보았다. 또한 제품 계열 개념의 소프트웨어를 테스트하기에 적합하도록 테스트 케이스를 재사용 또는 restructuring하는 방법도 연구하였다.
소프트웨어를 블랙박스 테스트 하려면 대상 소프트웨어에 적절한 데이터를 주어 실행해 보아야 한다. 효과적인 테스트가 되기 위해서 테스트 케이스의 선택뿐만 아니라 테스트 케이스가 어떻게 표현되었는가가 중요하다. 또한 정적인 테스트 작업에도 테스트를 위한 체크리스트가 어떻게 작성되었는지에 따라 테스트 작업의 효율성이 좌우된다. 이 논문에서는 비효율적이며 문제가 있는 테스트 케이스와 체크 리스트들을 리엔지니어링 하는 방법을 제시하고 이를 실험 하였다. 임베디드 시스템의 일종인 디지털 방송수신 장치에 탑재된 소프트웨어를 대상으로 하여 이미 사용 중인 테스트 케이스의 효율성과 적합성을 따져보고 이를 리엔지니어링 하였다. 리엔지니어링 한 후의 테스트 케이스의 산출물이 테스트 시간과 커버리지 측면에서 얼마나 효과적인지를 살펴보았다. 또한 제품 계열 개념의 소프트웨어를 테스트하기에 적합하도록 테스트 케이스를 재사용 또는 재구조화 하는 방법도 연구하였다.
소프트웨어의 작동 중에 중대한 고장 없이 유연하게 대처할 수 있는 성질은 견고성이라 불리며 임베디드 소프트웨어에서 중요하게 여겨진다. 본 논문에서는 개발 중인 임베디드 소프트웨어의 견고성을 조기에 검증하기 위하여, 실물 시스템을 이용한 테스트가 갖는 물리적 한계를 극복할 수 있는 Software-in-the-Loop 시뮬레이션을 이용하여 개발 중인 PC에 견고성 테스팅 환경을 갖추는 방법을 제시한다. 제시한 방법은 소프트웨어의 견고성을 표현할 수 있게끔 만드는 테스트 케이스를 생성하고, 가상 시뮬레이션 환경을 구성하여 테스트 케이스를 실행함으로써 소프트웨어의 견고성을 객관적인 수치의 형태로 나타내는 방법을 보인다.
본 논문에서는 무기체계 임베디드 소프트웨어의 시간 요소를 고려한 TFM(Time Factor Method) 기반의 시스템 테스트 모델을 설계하고, 적용사례를 통하여 결과를 제시한다. 이를 위해 무기체계 임베디드 소프트웨어의 특징과 시스템 테스트 그리고 객체지향 모델의 표현방법인 UML 표기법에 대하여 알아보고, 시스템 테스트 모델 설계를 위한 TFM 접근 방법으로 시간 요소를 고려한 테스트 방법과 시간 요소 측정 방법 그리고 테스트 케이스 선정 알고리즘을 제시한다. 무기체계 임베디드 소프트웨어의 TFM 기반 시스템 테스트 모델은 세 가지 요소 (X,Y,Z) 로 구성되며, 'X' 에서는 최대시간경로를 선정하는 알고리즘을 통해 테스트 케이스가 도출되고, 'Y' 에서는 Sequence Diagram과 관련된 객체를 식별하고, 'Z'에서는 Timing Diagram을 통하여 식별된 각 객체들의 실행시간을 측정한다. 또한 제안한 W:M 기반 시스템 테스트 모델을 '다기능 미사일 방어시스템'에 적용하여 테스트 케이스를 추출하는 방법을 제시한다.
임베디드 소프트웨어의 적합성 테스트는 소프트웨어의 기능이 명세를 따라 정확히 구현되었는지 검사하는 것이다. 적합성 테스트에서 테스트 시나리오는 소프트웨어의 전체 기능을 테스트할 수 있도록 추출되어야 한다. 일반적으로 테스트 시나리오는 단순히 전체의 기능들을 한 번씩 테스트해 보는데 초점이 맞춰져 있다. 하지만 테스트 시나리오는 테스트 수행의 효율성을 고려할 필요가 있다. 이 연구에서는 각 함수들을 테스트하는데 걸리는 시간과 사용자 입력으로 인해 발생하는 대기 시간을 고려하여 최적화된 테스트 시나리오를 추출하는 기법을 제안한다. 테스트 시나리오를 추출하기 위해 상태 머신 다이어그램과 테스트 케이스를 바탕으로 그래프 형태의 테스트 모델을 생성한다. 테스트 모델에는 테스트 수행 시간과 사용자 입력에 대한 정보가 포함되어 있다. 최적화된 테스트 시나리오는 테스트 모델을 기반으로 수정된 최단거리 알고리즘을 이용하여 추출한다. 제안하는 테스트 시나리오 작성 기법을 이용하면 테스트 수행 시간을 줄일 수 있고, 테스트 자동화를 향상시킬 수 있다.
본 논문은 임베디드 소프트웨어에 대한 Concolic 테스팅을 효과적이고 효율적으로 지원하기 위해 임베디드 타겟(target) 시스템과 호스트(host) 시스템의 분산적이고 동시적으로 테스트 생성을 위한 작업을 수행하는 Concolic 테스팅 도구의 설계와 구현 사례를 소개한다. 소개하는 테스트 케이스 생성 도구는 Concolic 테스팅 과정 중 (1) 임베디드에 종속적인 특성을 갖는 테스트검증 대상 프로그램의 실행 부분은 임베디드 타겟 시스템에서 수행하고, (2) 시스템에 비종속적인 실행 부분인 탐색 전략, 제약식 해법기 실행 과정은 계산성능이 좋은 호스트 시스템에 분산하고, 독립적인 단계를 동시적으로 실행하도록 기존 Concolic 도구를 개선하였다. Arm Cortex A54 아키텍쳐의 임베디드 타겟 시스템과 x86-64 아키텍쳐의 호스트 시스템을 대상으로 본 기법을 구현하여 오픈소스 C 프로그램의 Grep, Busybox Awk, Busybox Ed를 대상으로 실험한 결과, 기존 도구 보다 1.59~2.64배 테스트케이스 생성속도가 향상됨을 확인할 수 있었다.
임베디드 소프트웨어에서의 테스팅은 하드웨어에 의존도가 높기 때문에 일반적인 소프트웨어에서의 테스팅과 달리 다양한 테스트 기법과 도구를 활용한 기술 집약적 테스트가 미약하고, 다른 펌웨어에서 테스팅 할 경우 테스팅이 제대로 되지 않는다. 본 논문에서는 하드웨어 의존도가 높은 임베디드 소프트웨어의 모듈을 펌웨어가 다른 x86의 환경에서 테스팅 할 수 있도록, 레지스터, 포트 등을 참조하는 부분을 로그로 출력하고, 모듈끼리의 의존성이 없도록 소스 코드를 수정하여, 공개 소스 테스팅 도구를 활용하여 단위 테스트 할 수 있도록 하였다.
임베디드 소프트웨어는 하드웨어 소프트웨어의 결합력이 매우 높기 때문에 전체 시스템에 대한 사용 시나리오 기반의 블랙박스 테스트가 주로 수행된다. 본 논문은 블랙박스 테스트로 발견된 결함에 대한 디버깅이 쉽지 않음에 착안하여 테스트와 디버깅 활동 연계를 지원하는 자동화 방안을 제안한다. 제안하는 방안은 테스트 결과로부터 결함 원인과 위치 추적이 가능한 디버깅 전략을 수립하는 방안과 이를 기반으로 이뮬레이터 환경에서 자동 수행되는 테스트 스크립트 자동 생성하는 방안으로 구현된다.
임베디드 시스템이란 미리 정해진 특정 기능을 수행하기 위해 컴퓨터의 하드웨어와 소프트웨어가 조합된 전자 제어 시스템을 말한다. 임베디드 시스템은 다양한 분야에 적용될 수 있으며, 그 적용 범위는 날로 증가하고 있는 추세이다. 본 논문에서는 이동성을 가지는 임베디드 시스템을 구축하기 위한 테스트베드를 구현하였다. 본 논문에서 임베디드 시스템 사이의 무선 통신은 MANET의 가장 대표적인 요구기반 라우팅 프로토콜인 AODV를 이용하였고 개발한 테스트베드를 이용하여 MP3 스트리밍 서비스를 구현하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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