1 基于模型的測(cè)試和驗(yàn)證工具

基于模型的開發(fā)(Model-Based Development)的設(shè)計(jì)方法以其直觀、快速、高效等優(yōu)勢(shì)，在汽車、航空航天等的基于模型的開發(fā)嵌入式控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中得到廣泛的應(yīng)用。 它不同于傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，不是使用復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和編程語言，而是使用MBD平臺(tái)來搭建各種功能的模塊。通過模塊的仿真工具，可以進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試，產(chǎn)生快速原型等。不僅可以提前和加強(qiáng)測(cè)試與驗(yàn)證，而且可以利用Hardware-in-the-loop仿真方法，實(shí)現(xiàn)快速高效的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)測(cè)試。

傳統(tǒng)方式的設(shè)計(jì)方法是先設(shè)計(jì)的硬件系統(tǒng)原型實(shí)體，然后進(jìn)行測(cè)試并在后續(xù)的設(shè)計(jì)中不斷改進(jìn)，但是在硬件階段發(fā)現(xiàn)問題很難，而且需要大量的時(shí)間和成本。基于模型的設(shè)計(jì)就是先建立算法模型、物理模型以及環(huán)境模型，然后基于MATLAB/Simulink平臺(tái)，進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試與仿真，在后續(xù)的設(shè)計(jì)中不斷進(jìn)行仿真，再用自動(dòng)代碼創(chuàng)建工具產(chǎn)生實(shí)際系統(tǒng)所需的軟件代碼。實(shí)際上是將測(cè)試提前到了仿真階段，設(shè)計(jì)制造人員能盡早發(fā)現(xiàn)并解決問題。基于模型的設(shè)計(jì)在最后階段要進(jìn)行硬件原型測(cè)試，主要是為了驗(yàn)證良好的設(shè)計(jì)，并不是要找出不良的設(shè)計(jì)。

Reactis是針對(duì)Simulink/Stateflow環(huán)境生成的模型文件*.mdl，產(chǎn)生測(cè)試用例，進(jìn)行仿真、測(cè)試和驗(yàn)證的工具。 它使得設(shè)計(jì)工程師不需要等到V模型的右側(cè)才進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證，而是在模型設(shè)計(jì)階段，即系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和子系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)階段就能夠?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證。在更早的設(shè)計(jì)階段保證系統(tǒng)的安全性和功能的正確。同時(shí)，Reactis高效、高覆蓋度的測(cè)試用例也可以用于獨(dú)立C代碼的測(cè)試，單元測(cè)試和系統(tǒng)測(cè)試。

Reactis是一款基于模型的測(cè)試、仿真和驗(yàn)證工具。其中包含三個(gè)子功能模塊：Reactis Tester——生成精簡(jiǎn)高效的測(cè)試用例；Reactis Simulator —— 對(duì)模型進(jìn)行仿真測(cè)試；Reactis Validator —— 對(duì)模型與系統(tǒng)要求的一致性進(jìn)行驗(yàn)證。

2 Reactis的主要特點(diǎn)

?    根據(jù)Simulink/Stateflow或TargetLink的模型自動(dòng)創(chuàng)建測(cè)試用例

?    用戶可以自定義測(cè)試目標(biāo)

?    用戶可以自定義測(cè)試用例的創(chuàng)建準(zhǔn)則

?    自動(dòng)化的測(cè)試和驗(yàn)證功能，更快完成模型和系統(tǒng)的詳盡分析，幫助客戶節(jié)約大量的時(shí)間和成本

?    支持MC/DC (Modified Condition Decision Coverage)準(zhǔn)則

?    提供詳細(xì)的覆蓋范圍報(bào)告，包括測(cè)試集覆蓋到的以及未覆蓋的內(nèi)容

?    有斷點(diǎn)設(shè)置功能，用戶可以單步執(zhí)行或是選擇以模塊為單位執(zhí)行

?    與傳統(tǒng)的調(diào)試工具界面相似，用戶使用方便

?    附有詳細(xì)的例子和教程，可幫助用戶盡快學(xué)習(xí)并掌握

3 Reactis子功能模塊——Tester

Reactis以其專利的算法，快速生成高覆蓋度的測(cè)試用例，并刪除冗余的測(cè)試用例。這樣生成的測(cè)試用例不僅可以用于模型測(cè)試，也可以導(dǎo)出*.m/*.mat/*.csv等格式文件，用于后期的代碼測(cè)試，單元測(cè)試和系統(tǒng)測(cè)試。 Reactis的測(cè)試用例生成器可以對(duì)已有的測(cè)試用例進(jìn)行擴(kuò)展，可以隨機(jī)生成測(cè)試用例，可以根據(jù)系統(tǒng)的特定方面，如分支，MC/DC等等進(jìn)行擴(kuò)展。如下圖所示：

覆蓋規(guī)則包括：Decision, Condition, and Modified Condition/Decision Coverage (MC/DC).

針對(duì)Simulink的覆蓋規(guī)則：Conditional Subsystem Coverage, Branch Coverage, Lookup Table Coverage.

針對(duì)Stateflow的覆蓋規(guī)則：State, condition-action, transition-action.

4 Reactis子功能模塊——Simulator

Reactis Simulator使用戶能夠可視化執(zhí)行Simulink/Stateflow模型。模擬器的用戶界面是與傳統(tǒng)的編程語言調(diào)試界面相似，用戶在仿真模型時(shí)可選擇單步執(zhí)行（step-by-step）或者以模塊為單位執(zhí)行（block-by-block） ，也可以設(shè)置斷點(diǎn)。模擬器還可以

?    在仿真時(shí)反向執(zhí)行

?    可控的重播Reactis Tester創(chuàng)建的測(cè)試

?    圖形化顯示不同的測(cè)試準(zhǔn)則

?    微調(diào)Tester產(chǎn)生的測(cè)試案例

示意圖：Reactis Simulator提供Simulink模型高級(jí)調(diào)試環(huán)境

5 Reactis子功能模塊Validator

Reactis Validator自動(dòng)在模型中搜索違反了用戶指定規(guī)則的部分，當(dāng)Validator發(fā)現(xiàn)有違規(guī)發(fā)生，就會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建一個(gè)測(cè)試用例來證明該違規(guī)事件，然后就可以在Reactis Simulator中執(zhí)行該測(cè)試，了解事件發(fā)生的順序來查找問題的原因。這個(gè)工具可以早期發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤和不一致之處，并減少了設(shè)計(jì)審查所需的手工工作。

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