(Luận văn) nghiên cứu kỹ thuật kiểm thử tự động dựa trên mô hình, áp dụng trong hệ thống nhúng

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG - PHẠM THỊ NGỌC lu an n va gh tn to p ie NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT KIỂM THỬ TỰ ĐỘNG DỰA TRÊN MƠ HÌNH, ÁP DỤNG TRONG HỆ THỐNG NHÚNG d oa nl w an lu nf va LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT z at nh oi lm ul (Theo định hướng ứng dụng) z m co l gm @ an Lu HÀ NỘI - 2018 n va ac th si HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG - PHẠM THỊ NGỌC lu an n va tn to p ie gh NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT KIỂM THỬ TỰ ĐỘNG Chuyên ngành: Hệ thống thông tin d oa nl w DỰA TRÊN MƠ HÌNH, ÁP DỤNG TRONG HỆ THỐNG NHÚNG nf va an lu Mã số: 8.48.01.04 z at nh oi lm ul NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS ĐỖ THỊ BÍCH NGỌC z m co l gm @ an Lu HÀ NỘI - 2019 n va ac th si i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan luận văn thạc sĩ “Nghiên cứu kỹ thuật kiểm thử tự động dựa mơ hình, áp dụng hệ thống nhúng” cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tất tham khảo kế thừa trích dẫn tham chiếu đầy đủ Tác giả luận văn lu an n va p ie gh tn to d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va ac th si ii MỤC LỤC lu an n va p ie gh tn to LỜI CAM ĐOAN………………………………………………………………………… i MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ iii MỞ ĐẦU Chương – TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NHÚNG VÀ KIỂM THỬ TRONG HỆ THỐNG NHÚNG 1.1 Hệ thống nhúng 1.2 Đặc điểm hệ thống nhúng 1.2.1 Giao diện 1.2.2 Thiết bị ngoại vi 1.2.3 Công cụ phát triển 1.2.4 Độ tin cậy 1.2.5 Xu hướng phát triển hệ thống nhúng 1.2.6 Những thách thức vấn đề tồn với hệ thống nhúng 1.3 Lý thuyết kiểm thử 1.3.1 Mục tiêu kiểm thử 1.3.2 Nguyên tắc kiểm thử 1.3.3 Nội dung nhiệm vụ trình kiểm thử 10 1.4 Kiểm thử tự động 12 Kiểm thử tự động 12 Ưu điểm nhược điểm 12 Tầm quan trọng kiểm thử tự động 13 Chương 2-PHƯƠNG PHÁP KIỂM THỬ DỰA TRÊN MƠ HÌNH 15 2.1 Kiểm thử dựa mơ hình 15 2.1.1 Kiểm thử dựa mơ hình 15 2.1.2 Quy trình kiểm thử dựa mơ hình 16 2.1.3 Thuận lợi khó khăn kiểm thử dựa mơ hình 19 2.2 Các vấn đề trình kiểm thử dựa mơ hình 20 2.3 Lập mơ hình cho hệ thống 31 2.3.1 Mơ hình kiểm thử Simulink 32 2.3.2 u cầu/ đặc tả mơ hình 33 2.3.3 Tạo ca kiểm thử từ mơ hình 35 2.3.4 Đánh giá mức phủ test case 35 Chương - THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ 39 3.1 Cài đặt Matlab & Simulink toolbox 39 3.2 Áp dụng kiểm thử dựa mơ hình vào tốn kiểm thử mơ hình điều khiển hành trình 40 3.2.1 Xây dựng mô hình Matlab 40 3.2.2 Sinh ca kiểm thử thực thi kết kiểm thử 45 Chương – KẾT LUẬN 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO 52 d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va ac th si iii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Bản kế hoạch kế hoạch chi tiết 11 Hình 2.1: Phân loại trình kiểm thử dựa mơ hình 21 Hình 2.2: Ví dụ mơ hình bao gồm khối thử nghiệm tuần tự, kiểm tra liệu kiểm tra quản lý 33 lu an Ví dụ sơ đồ khối hệ thống truyền lực 34 Hình 2.4: Sơ đồ mơ hình hóa kết mơ động truyền động 34 Hình 3.1: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển hành trình cho hệ thống tơ 41 Hình 3.2: Mơ hình lực cân xe ô tô 42 Hình 3.3: Chi tiết khối Cruise control 45 n va Hình 2.3: tn to gh Cơ sở liệu kiểm thử 46 Hình 3.4: p ie Tạo file liệu sở từ ca kiểm thử 48 oa nl Hình 3.6: Nhập file liệu đầu vào 47 w Hình 3.5: So sánh kết với đường sở baseline 48 Hình 3.8: Độ dốc đường tăng giảm với biên độ nhỏ 49 Hình 3.9: Vận tốc xe độ dốc thay đổi với biên độ nhỏ 49 d Hình 3.7: nf va an lu lm ul Độ dốc đường tăng giảm với biên độ lớn 50 Hình 3.11: Vận tốc xe độ dốc đường lớn 50 z at nh oi Hình 3.10: z m co l gm @ an Lu n va ac th si MỞ ĐẦU Xuất từ năm đầu thập niên 1960, hệ thống nhúng dần trở thành ngành phát triển mạnh mẽ lĩnh vực công nghệ thông tin (CNTT), với ứng dụng rộng rãi công nghiệp đời sống Sự tăng trưởng hệ thống nhúng ngành công nghiệp dẫn tới q trình phát triển cơng nghệ dựa mơ hình (model based), mang lại nhiều thuận lợi cho phát triển công nghệ tự động Các kỹ thuật dựa mơ MATLAB/ Simulink, Statemate, MatrixX LabView công cụ cụ thể có chế mạnh mẽ nhằm hỗ trợ xử lý tín hiệu liên tục loại liệu lu an quan trọng lĩnh vực điều khiển tự động Những công nghệ dựa mô n va hình cho phép phát triển mơ hình cách chi tiết sử dụng gh tn to để mô giai đoạn phát triển Sự phát triển hệ thống nhúng kéo theo yêu cầu phát triển hoạt p ie động kiểm thử Thông thường, cách phổ biến để kiểm thử cho hệ thống nhúng nói w chung chạy giả lập phần cứng phần mềm mô Kiểm thử tự động oa nl giải pháp hữu hiệu nhằm nâng cao tính xác hiệu quả, giảm d kinh phí rút ngắn thời gian trình kiểm thử sản phẩm phần mềm nói an lu chung hệ thống nhúng nói riêng Kiểm thử dựa mơ hình xem nf va phương pháp kiểm thử có khả tự động hóa cao lm ul Kiểm thử dựa mơ hình phương pháp kiểm thử, ca kiểm thử sinh từ mơ hình đặc tả hành vi hệ thống kiểm thử z at nh oi Ngoài ra,việc đảm bảo chất lượng dựa phát triển mơ hình, đặc biệt thử nghiệm, cịn hỗ trợ Trong luận văn này, thảo luận đặc tính z quy trình phát triển dựa mơ hình cho hệ thống nhúng, đánh giá cần thiết gm @ hiệu việc kiểm thử thực tế l Đặc biệt hệ thống nhúng yêu cầu cao chất lượng, cần kiểm thử từ mô m co hình, việc mơ hình hóa & mơ hệ thống nhúng sử dụng hệ vật lý an Lu không tồn tại, tốn thời gian chi phí để xây dựng, cho phép quan sát q trình, đáp ứng động hệ thống trước thực nghiệm thiết bị thực, n va ac th si công cụ hữu hiệu cho việc thiết kế, nghiên cứu, với chi phí thấp, dễ dàng thay đổi Các cơng cụ mơ hình hố (như Simulink) hay dùng để thiết kế hệ thống nhúng Simulink tích hợp vào Matlab cơng cụ để mơ phịng hệ thơng, giúp người sử dụng phân tích tổng hợp hệ thống cách trực quan Trong Simulink, hệ thống mô tả dạng sơ đồ khối Với dạng sơ đồ khối này, ta quan sát đáp ứng thời gian hệ thống với nhiều tín hiệu vào khác như: tín hiệu bậc thang, tín hiệu sinus, xung chữ nhật, tín hiệu ngẫu nhiên, cách thực mơ Kết mơ xem theo lu thời gian thực môi trường Simulink Matlab Tất hàm Matlab an n va cố thể truy cập từ Simulink, ngược lại, kết tìm Simulink Với mục đích tìm hiểu kỹ thuật kiểm thử áp dụng vào hệ thống gh tn to sử dụng khái thác mô trường Matlab ie nhúng, nhận thấy việc nghiên cứu phương pháp kiểm thử tự động dựa p mơ hình hệ thống nhúng vấn đề cần thiết nl w Luận văn cấu trúc với chương sau: d oa Chương : Tổng quan hệ thống nhúng kiểm thử hệ thống nhúng an lu Chương : Phương pháp kiểm thử dựa mơ hình hệ thống nhúng nf va Chương 3: Thử nghiệm đánh giá Luận văn khảo sát tốn kiểm thử dựa mơ hình áp dụng hệ lm ul thống nhúng, đề xuất phương pháp, mơ hình kiểm thử phù hợp với quy z at nh oi trình Đồng thời phương pháp đề xuất phân tích đánh giá số phương pháp đánh giá thông dụng tập liệu có sẵn z m co l gm @ an Lu n va ac th si Chương – TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NHÚNG VÀ KIỂM THỬ TRONG HỆ THỐNG NHÚNG 1.1 Hệ thống nhúng Xuất từ năm đầu thập niên 1960, hệ thống nhúng dần trở thành ngành phát triển mạnh mẽ lĩnh vực công nghệ thông tin (CNTT), với ứng dụng rộng rãi công nghiệp đời sống Hệ thống nhúng (embedded system) định nghĩa hệ thống chuyên dụng, thường có khả tự hành thiết kế tích hợp vào hệ thống lớn để thực chức chuyên biệt lu an Hệ thống nhúng thuật ngữ để hệ thống có khả tự trị n va nhúng vào mơi trường hay hệ thống mẹ Đó hệ thống tích hợp tn to phần cứng phần mềm phục vụ toán chuyên dụng nhiều lĩnh vực cơng nghiệp, tự động hố điều khiển, quan trắc truyền tin Đặc điểm hệ gh p ie thống nhúng hoạt động ổn định có tính tự động hố cao Hệ thống nhúng thường thiết kế để thực chức chuyên nl w biệt Khác với máy tính đa chức năng, chẳng hạn máy tính cá nhân, hệ d oa thống nhúng thực một vài chức định, thường kèm an lu với yêu cầu cụ thể bao gồm số thiết bị máy móc phần cứng chuyên nf va dụng mà ta không tìm thấy máy tính đa nói chung Vì hệ thống lm ul xây dựng cho số nhiệm vụ định nên nhà thiết kế tối ưu hóa nhằm giảm thiểu kích thước chi phí sản xuất Các hệ thống nhúng thường z at nh oi sản xuất hàng loạt với số lượng lớn Hệ thống nhúng đa dạng, phong phú chủng loại Đó thiết bị cầm tay nhỏ gọn đồng hồ kĩ thuật số z máy chơi nhạc MP3, sản phẩm lớn đèn giao thông, kiểm soát gm @ nhà máy hệ thống kiểm soát máy lượng hạt nhân Xét độ l phức tạp, hệ thống nhúng đơn giản với vi điều khiển phức vỏ máy lớn m co tạp với nhiều đơn vị, thiết bị ngoại vi mạng lưới nằm gọn lớp an Lu Các thiết bị PDA máy tính cầm tay có số đặc điểm tương tự n va ac th si với hệ thống nhúng hệ điều hành vi xử lý điều khiển chúng thiết bị hệ thống nhúng thật chúng thiết bị đa năng, cho phép sử dụng nhiều ứng dụng kết nối đến nhiều thiết bị ngoại vi 1.2 Đặc điểm hệ thống nhúng Hệ thống nhúng thường có số đặc điểm chung sau:  Các hệ thống nhúng thiết kế để thực số nhiệm vụ chuyên dụng đóng vai trị hệ thống máy tính đa chức Một số hệ thống đòi hỏi ràng buộc tính hoạt động thời gian thực để đảm bảo độ an tồn tính ứng dụng; số hệ thống khơng địi hỏi ràng buộc chặt chẽ, cho phép lu đơn giản hóa hệ thống phần cứng để giảm thiểu chi phí sản xuất an n va  Một hệ thống nhúng thường khối riêng biệt mà  Phần mềm viết cho hệ thống nhúng gọi firmware gh tn to hệ thống phức tạp nằm thiết bị mà điều khiển p ie lưu trữ chip nhớ ROM nhớ flash ổ đĩa Phần mềm thường chạy với số tài nguyên phần cứng hạn chế: khơng có nl w bàn phím, hình có với kích thước nhỏ, dung lượng nhớ thấp d oa Với đặc điểm trên, việc thử nghiệm, xác định lỗi hệ thống an lu nhúng gặp nhiều khó khăn Số lượng trường hợp thử nghiệm lớn, địi hỏi phải có 1.2.1 nf va phương pháp mơ hình kiểm thử phù hợp Giao diện lm ul Các hệ thống nhúng khơng có giao diện (đối với hệ thống đơn z at nh oi nhiệm) có đầy đủ giao diện giao tiếp với người dùng tương tự hệ điều hành thiết bị để bàn Đối với hệ thống đơn giản, thiết bị nhúng sử z dụng nút bấm, đèn LED hiển thị chữ cỡ nhỏ hiển thị số, thường kèm gm @ với hệ thống menu đơn giản l Còn hệ thống phức tạp hơn, hình đồ họa, cảm ứng m co có nút bấm lề hình cho phép thực thao tác phức tạp mà tối thiểu an Lu hóa khoảng khơng gian cần sử dụng Ý nghĩa nút bấm thay đổi theo hình lựa chọn Các hệ thống nhúng thường có hình với n va ac th si nút bấm dạng cần điểu khiển (joystick button) Sự phát triển mạnh mẽ mạng toàn cầu mang đến cho nhà thiết kế hệ nhúng lựa chọn sử dụng giao diện web thơng qua việc kết nối mạng Điều giúp tránh chi phí cho hình phức tạp đồng thời cung cấp khả hiển thị nhập liệu phức tạp cần đến, thông qua máy tính khác Điều hữu dụng thiết bị điều khiển từ xa, cài đặt vĩnh viễn Ví dụ, router thiết bị ứng dụng tiện ích Thiết bị ngoại vi 1.2.2 Hệ thống nhúng giao tiếp với bên ngồi thơng qua thiết bị ngoại vi, ví dụ lu an như: n va • Serial Communication Interfaces (SCI): RS-232, RS-422, RS-485 tn to • Universal Serial Bus (USB) • Bộ định thời: PLL(s), Capture/Compare Time Processing Units p ie gh • Networks: Controller Area Network, LonWorks 1.2.3 Cơng cụ phát triển oa nl w • Discrete IO: General Purpose Input/Output (GPIO) d Tương tự sản phẩm phần mềm khác, phần mềm hệ thống nhúng an lu phát triển nhờ việc sử dụng trình biên dịch (compilers), chương trình nf va dịch hợp ngữ (assembler) công cụ gỡ rối (debuggers) Tuy nhiên, nhà lm ul thiết kế hệ thống nhúng sử dụng số cơng cụ chuyên dụng như: • Bộ gỡ rối mạch chương trình mơ (emulator) z at nh oi • Tiện ích để thêm giá trị checksum CRC vào chương trình, giúp hệ thống nhúng kiểm tra tính hợp lệ chương trình z • Đối với hệ thống xử lý tín hiệu số, người phát triển hệ thống sử @ gm dụng phần mềm workbench MathCad/ Mathematica để mô phép tốn m co tối ưu hóa thiết bị phần cứng l • Các trình biên dịch trình liên kết (linker) chuyên dụng sử dụng để sử dụng cải tiến từ ngơn ngữ có sẵn an Lu • Một hệ thống nhúng có ngơn ngữ lập trình công cụ thiết kế riêng n va ac th si 38 Khi q trình tạo ca kiểm thử hồn tất, ca kiểm thử xuất Test Manager: lu an va n B5: Chạy ca kiểm thử gh tn to Sao chép ca kiểm thử vào mục: Logged Data and Coverage - Chạy lại Logged Data and Coverage lần - Khi trình tính tốn hồn tất, chọn Results and Artifacts/ Aggregated p ie - nl w Coverage Results Bộ kết hiển thị: d oa a Decision: 100% an lu b Condition: 100% c MCDC: 100% nf va z at nh oi lm ul B6: Hồn tất q trình, thực xóa biến file kết Sau đóng z gm @ mơ hình clear filePath reqDoc rollModel testFile testHarness topModel; m an Lu close_system('RollAutopilotRevised',0); co sltest.testmanager.close; l sltest.testmanager.clearResults; n va ac th si 39 Chương - THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ 3.1 Cài đặt Matlab & Simulink toolbox MATLAB, tên viết tắt từ tiếng Anh MATrix LABoratory mơi trường tính tốn số lập trình, thiết kế cơng ty MathWorks MATLAB môi trường mạnh dành cho tính tốn khoa học Nó tích hợp phép tính ma trận phép tính số dựa hàm Hơn nữa, cấu trúc đồ họa hướng đối tượng Matlab cho phép tạo hình vẽ chất lượng cao MATLAB giúp đơn giản hóa việc giải tốn tính tốn kĩ thuật so với ngơn ngữ lập trình truyền thống C, C++, Fortran Ngày nay, Matlab trở thành ngôn ngữ lu an chuẩn sử dụng rộng rãi nhiều ngành nhiều quốc gia giới n va Về mặt cấu trúc, Matlab gồm cửa sổ nhiều hàm viết sẵn tn to khác Các hàm lĩnh vực ứng dụng xếp chung vào thư gh viện, điều giúp người sử dụng dễ dàng tìm kiếm hàm cần quan tâm Có p ie thể kể số thư viện Matlab như: Finacial toolbox (Lĩnh vực kinh tế)) oa nl - Control System (Dành cho điều khiển tự động)) w - Fuzzy Logic ( Điều khiển mờ)) - Signal Processing (Xử lý tín hiệu) - Statistics ( Tính toán thống kê) - System Identification ( Nhận dạng) - … d - nf va an lu z at nh oi lm ul Mỗi năm Mathworks - công ty sản xuất phân phối MATLAB đưa thị trường cập nhật rxxxxa vào đầu năm rxxxb vào cuối năm (với xxxx năm z phát hành) Trong giới hạn luận văn, sử dụng Matlab R2016a @ gm Simulink tích hợp vào Matlab cơng cụ để mơ phịng hệ l thơng, giúp người sử dụng phân tích tổng hợp hệ thống cách trực quan m co Trong Simulink, hệ thống mô tả dạng sơ đồ khối Với dạng sơ đồ khối an Lu này, ta quan sát đáp ứng thời gian hệ thống với nhiều tín hiệu vào khác như: tín hiệu bậc thang, tín hiệu sinus, xung chữ nhật, tín hiệu ngẫu n va ac th si 40 nhiên, cách thực mơ Kết mơ xem theo thời gian thực môi trường Simulink Matlab Tất hàm Matlab cố thể truy cập từ Simulink, ngược lại, kết tìm Simulink sử dụng khái thác mô trường Matlab Mọi chi tiết phần mềm, cách sử dụng ví dụ lệnh, tham khảo phần help Matlab download file dạng *.pdf tạo trang Web Matlab địa http://www.mathworks.com 3.2 Áp dụng kiểm thử dựa mơ hình vào tốn kiểm thử mơ hình điều khiển hành trình lu Khái qt lại tốn kiểm thử dựa mơ hình, ta cần đảm bảo an n va trình thiết kế phát triển hệ thống, mơ hình đưa mô tối đa Các bước thực trình kiểm thử: gh tn to lại xác tương ứng với hệ thống thực nhằm việc kiểm thử đạt hiệu B1: Xác định input port, output port mơ hình simulink - B2: Căn u cầu/ đặc tả mơ hình từ sinh ca kiểm thử tương ứng B3: Chạy chương trinh mơ với mơ hình Simulink ca kểm thử nl w - p ie - B4: Đánh giá mức phủ ca kiểm thử an lu - d oa thiết kế nf va 3.2.1 Xây dựng mơ hình Matlab Hệ thống điều khiển hành trình (cruise control) xe ô tô hệ thống lm ul phản hồi, ứng dụng rộng rãi xe ô tô Hệ thống xây z at nh oi dựng nhằm mục đích cố gắng trì vận tốc xe tơ có thay đổi độ dốc đường, vào đoạn đường gập ghềnh Bộ điều khiển bù thay đổi cách đo tốc độ xe điều chỉnh bướm ga cách thích hợp z m co l gm @ Sơ đồ khối thể mơ hinh hóa hệ thống: an Lu n va ac th si 41 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển hành trình cho hệ thống tơ lu Hình 3.1: an Bộ điều khiển bướm ga động tạo mô men xoắn T truyền xuống va n đất thơng qua hộp số bánh Kết hợp với lực bên ngồi mơi trường tn to lực cản khí động học trọng lực, lực giúp xe di chuyển Vận tốc v xe ie gh đo hệ thống điều khiển thay đổi bướm ga thông qua chế thực thi p Giao diện người dùng cho phép hệ thống tắt bật thiết lập vận tốc mong nl w muốn 𝑣𝑟 oa Cho 𝑣 vận tốc xe 𝑣𝑟 vận tốc mong muốn (vận tốc tham chiếu) Bộ d điều khiển loại vi tích phân tỷ lệ (PI) nhận tín hiệu đầu vào 𝑣 𝑣𝑟 , sau lu nf va an tạo tín hiệu điều khiển u gửi tới truyền truyền động điều khiển vị trí bướm ga Bướm ga kiểm sốt mô men xoắn T tạo động cơ, truyền lm ul qua bánh báng xe, tạo lực F giúp xe di chuyển Các lực nhiễu 𝐹𝑑 z at nh oi gây xáo trộn thay đổi độ dốc đường đi, lực cản lăn lực động lực học Bộ điều khiển hành trình có giao diện người- máy cho phép lái xe thiết lập thay đổi tốc độ mong muốn Ngồi cịn có chức ngắt kết nối điều z gm @ khiển hành trình đạp phanh Hệ thống bao gồm nhiều thành phần riêng biệt: phận truyền động, động cơ, chuyển số, bánh xe thân xe với mơ hình chi tiết l phức tạp Mặc dù vậy, mơ hình đáp ứng cho thiết kế điều khiển hành m co trình đơn giản an Lu n va ac th si 42 Hình 3.2: Mơ hình lực cân xe ô tô Căn vào biểu thức toán xây dựng trên, khối chức lu xây dựng Matlab tương ứng sau: an n va Biểu thức tn to p ie gh biểu diễn thành khối sau: d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul Biểu thức Được biểu diễn khối z m co l gm @ an Lu n va ac th si 43 Tổng lực cản khí động học ma sát lăn biểu diễn khối Cộng tổng khối ta tổng ngoại lực tác động lên xe trình chuyển động lu an n va to p ie gh tn Biểu thức w d oa nl Được biểu diễn khối nf va an lu hành trình xe z at nh oi lm ul Ghép nối khối với ta mơ hình hoạt động hệ thống điều khiển z m co l gm @ an Lu n va ac th si 44 lu an n va to gh tn Căn vào đặc tả mơ hình phương trình lực tác động lên xe, hệ thống p ie điều khiển hành trình mơ hình hóa thành mơ hình đơn giản sau: d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul Trong đó: - Khối Cruise control điều khiển hành trình - Khối Hill Counter khối liệu đầu vào cho hệ thống độ dốc mặt co l gm Khối Set Velocity khối liệu đầu vào cho hệ thống vận tốc hành trình mong muốn Khối Scope Velocity đầu hệ thống hiển thị tốc độ thực xe m - @ - z đường, an Lu n va ac th si 45 lu an n va gh tn to Chi tiết khối Cruise control p ie Hình 3.3: 3.2.2 Sinh ca kiểm thử thực thi kết kiểm thử w oa nl Hệ thống phải đáp ứng yêu cầu sau: d Sau thiết lập tốc độ hành trình thời gian để đạt tốc độ hành trình khơng an lu q 60 giây nf va Khi giá trị độ dốc mặt đường (hill couter) thay đổi hệ thống phải tự điều lm ul chỉnh để trì tốc độ hành trình mong muốn không 10% Với yêu cầu trên, ca kiểm thử cho mơ hình tạo sau: z at nh oi - Trên giao diện Simulink chọn Analyst  Test Manager - Tại giao diện Test Manager chọn New Test File from Model , chọn mô z hình cần kiểm thử m co l gm @ an Lu n va ac th si 46 Simulink tạo test case tương ứng với tạo giá trị đầu vào hệ thống điều khiển hành trình Mặc định trường hợp kiểm thử tự động nhận tham số đầu vào nguồn tạo tham số để kiểm thử lu an n va p ie gh tn to w Khi thực thi trường hợp kiểm thử chưa có ràng buộc nên Simulink d thành công oa nl thực thi mơ hình hiển thị giá trị đầu ra, thông báo trường hợp kiểm thử an lu Trường hợp kiểm thử 1: Thay đổi giá trị tốc độ mong muốn, giữ nguyên nf va độ dốc mặt đường, xem xét giá trị vận tốc đầu có nằm khoảng cho lm ul phép, thời gian thiết lập tốc độ nằm ngưỡng cho phép hay không Để thực kiểm thử, tạo sẵn file sở liệu thiết lập độ dốc mặt z at nh oi đường, vận tốc mong muốn xe thời điểm z m co l gm @ Cơ sở liệu kiểm thử an Lu Hình 3.4: n va ac th si 47 Để thực kiểm thử, tạo ca kiểm thử Chọn Input  Add Input, chọn đường dẫn tới file sở liệu tạo, tạo nhiều file đầu vào để kiểm thử (mỗi file kiểm thử) lu an n va Nhập file liệu đầu vào tn to Hình 3.5: p ie gh Sau chọn Run để thực thi để thực thi ca kiểm thử d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ thời gian đáp ứng hệ thống đạt 60 giây an Lu Như mô hình đáp ứng với vận tốc mong muốn nhỏ 50km/h n va ac th si 48 Trường hợp kiểm thử 2: Thay đổi giá trị độ dốc, giữ nguyên vận tốc hành trình, xem xét giá trị đầu có nằm khoảng cho phép Để thay đổi giá trị độ dốc theo thời gian, tạo file liệu đầu vào theo thời gian Trước thực kiểm thử, tạo liệu baseline làm sở đánh giá khả vận hành hệ thống Dữ liệu sử dụng làm baseline xe thiết lập vận tốc hành trình 50km/h, độ dốc 0, khơng đổi q trình kiểm thử Trong cài đặt trường hợp kiểm thử chọn Baseline Critical Capture để lấy giá trị đầu làm baseline, kết ghi vào file cruise_control.mat để có lu an thể sử dụng cho kiểm thử khác n va p ie gh tn to d oa nl w lu Tạo file liệu sở từ ca kiểm thử nf va an Hình 3.6: Sau thực thi trường hợp kiểm thử Input để tạo baseline z at nh oi lm ul z gm @ Hình 3.7: So sánh kết với đường sở baseline l kết kiểm thử với đường sở baseline m co Trong kết kiểm thử xuất thêm Baseline Criteria Result so sánh an Lu n va ac th si 49 Để thực kiểm thử với số liệu độ dốc thay đổi, sử dụng file sở liệu excel chứa thông tin độ dốc mặt đường theo thời gian vận tốc mong muốn Khi độ dốc thay đổi vừa phải vận tốc mong muốn xe trì tương đối ổn định nằm khoảng cho phép lu an n va p ie gh tn to oa nl w Độ dốc đường tăng giảm với biên độ nhỏ d Hình 3.8: nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ Vận tốc xe độ dốc thay đổi với biên độ nhỏ an Lu Hình 3.9: n va ac th si 50 Trong ca kiểm thử tiếp theo, tiến hành tăng độ dốc mặt đường lên đột ngột, xe đạt tốc độ mong muốn sau khoảng thời gian, động xe không tạo đủ lực để đưa tốc độ xe lên vận tốc hành trình mong muốn với độ dốc lớn lu an n va ie gh tn to Độ dốc đường tăng giảm với biên độ lớn p Hình 3.10: d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z Vận tốc xe độ dốc đường lớn gm @ Hình 3.11: l Như vậy, để minh họa cho phần lý thuyết kiểm thử tự động dựa mơ m co hình, học viên thực xong tạo ca kiểm thử cho mơ hình điều khiển hành trình đơn giản, sử dụng liệu đầu vào, phân tích đánh giá kết đầu phù hợp an Lu n va ac th si 51 Chương – KẾT LUẬN Hệ thống nhúng ngày ứng dụng rỗng rãi sống chúng ta, đặc biệt thời đại công nghệ 4.0, vạn vật kết nối (IoT) Kiểm thử dựa mơ hình cho hệ thống nhúng ngày có ý nghĩa quan trọng, nhằm phát khắc phục lỗi, nhược điểm hệ thống kiểm thử giúp hệ thống hoàn thiện, bảo đảm chức đưa vào hoạt động Luận văn thực tìm hiểu mơ hình hệ thống nhúng, nghiên cứu kỹ thuật kiểm thử cho mơ hình hệ thống nhúng thực kiểm thử số mơ hình Simulink lu an Việc thực kiểm thử luận văn đơn giản Hướng phát triển n va luận văn áp dụng phương pháp sinh liệu kiểm thử để giúp tăng độ phủ p ie gh tn to d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va ac th si 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Kiểm thử tự động dựa biểu đồ hoạt động, Võ Văn Lường, Kỷ yếu hội nghị khoa học Đại học Duy Tân [2] Gabriela Nicolescu and Pieter J Mosterman, Model-Based Design for Embedded Systems; edited [3] Justyna Zander, Ina Schieferdecker, and Pieter J Mosterman, ModelBased Testing for Embedded Systems, edited [5] Eckard Bringmann, Andreas Krämer (2008), Model-based Testing of Automotive Systems lu an [6] Mark Utting, Bruno Legeard (2007), Practical Model – Based Testing: A va Tools Approach, Elsevier Inc n tn to [7] Pawel Skruch and Gabriel Buchala (2014), Model-Based Real-Time [8] Mark Utting , Alexander Pretschner , Bruno Legeard (2012), A taxonomy p ie gh Testing of Embedded Automotive Systems; Delphi Automotive w of model-based testing approaches, Software Testing, Verification and Reliability, oa nl 22(5), pp 297-312 d [9] Mohammed Akour, Bouchaid Falah, Karima Kaddouri (2016), An lu nf va an Improvement in Comparison with traditional MBT z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va ac th si