嵌入式系统开发工具发展(11)

中航一集团软件可靠性管理与测评中心主任 刘斌教授

　　嵌入式系统的广泛应用引发了对嵌入式软件质量的深入讨论。目前，软件测试仍然是保证质量与可靠性的最有力手段。

　　测试越来越重要

　　2002年的欧洲阿丽亚娜5火箭的第一次鉴定发射失败是由于软件故障引起。美国F16 由于软件问题导致首航时间耽误了一年。今年2月，12架美国F-22战斗机在飞向日本冲绳时，由于过了国际日期变更线，导航系统出现紊乱，不得不返回到夏威夷空军基地。回来发现是软件缺陷导致。国外某军舰运行了850个小时，故障120多次，软件故障占70%；致命故障12次，其中软件原因占70%。

　　因此，随着软件在系统中的比例加大，软件缺陷不是孤立问题，是故障引起的主要来源。因为软件在整个系统中承担的任务越来越多，同时软件是人脑智慧的思维产物，容易出现缺陷。详细地说，软件缺陷产生的原因，从软件需求分析看，对软件认识不充分占整个软件的20%；设计缺陷占30%；编码类缺陷占35%；其他来自软件文档。

　　但是与GESTE同类的、专用于武器装备软件测试的国外技术对中国是封锁的。CATC（中航一集团计算机软件可靠性管理与测评中心）1996年成立，当时是95国家重点课题，2001年研制成果工程化，2003年该中心的GESTE研制成功，目前推出的GESTE2.0面向多个国家重点型号，并且向民用发展。

　　软件开发的门道

　　写了25万行代码，除了Web编码外都是自己写的。CATC的优势是依托学校，每年由硕士、博士在相关领域研究。主要采用三级研发体制，老师做基础预研，然后是本中心进行工程化、商品化。学生做的东西好，但质量难以保证。工程化后使可靠性大大提高。这个过程花了6年时间。

　　在主持开发测试软件的过程中，有两点时刻提醒着我。IBM的工程师布鲁克斯所写的《人月神化》，堪称软件工程的经典图书。在《人月神话》中，作者认为一个产品变成商品至少要花9倍的工作量，第二个时刻提醒我，设计师都希望把所有的好东西积压在新产品里面，但也可能导致大量的质量问题，因此要注重把只有工程化的东西放进去，如果想法好但没有经过三级认证，坚决不放进去。工程化这个步骤一定不能省。
集成软件工程师经常失败，是因为软件工程不是简单的多少人月就可以做出来。

　　提倡在人们重视硬件的同时，软件绝不能偏废。很多人对软件有误解，认为软件什么人都能编，大学毕业生就可以了。但是我相信人的思想是最难把握，思想改变人的命运。就像共产主义信仰改变人一样，而不是火车、飞机改变我们。做一个软件不难，但是稳定、安全、可靠，并有大量的支持很难。

　　GESTE2.0

　　由于嵌入式软件具有软硬件结合密切、实时性较强以及接口复杂等特点，针对嵌入式系统的软件测试更侧重于利用仿真原理进行的系统测试。GESTE（通用嵌入式软件仿真测试环境）产品基于半实物仿真测试原理，提供了对嵌入式软件进行系统测试的全套解决方案，并具有良好的通用性、实时性、可扩展性以及易用性。

　　GESTE2.0在如下领域实现了更大突破：仿真测试环境的构建与测试环境集成；测试的执行效率进一步提高；加强了测试过程的管理；改进数据收集融合算法；进一步提高可扩展性。

　　GESTE的面市打破了国外对我国在相关领域的技术垄断和封锁，填补了我国实时嵌入式软件缺乏通用仿真测试环境的空白，对于相关领域之快速定制需求亦具有革新意义。目前，除去航空、航天、船舶、兵器和电子等相关领域的成功实践，CATC亦在积极拓展寻求与更广泛领域软件企业的合作，2008年北京奥林匹克运动会即是新近成功涉足之成功案例之一，未来，还将面向汽车、通信、民航业，以及所有有大型嵌入式软件应用的地方。