嵌入式计算系统调测方法与技术综述

在一个系统中，如何划分模块，确定测试位置（即模块的边界）是关系到可测试性设计是否合理的首要问题。模块间最小相关原则和模块内最小相似原则是两个重要依据：前者保证测试可以独立进行，不需要很多其它模块的配合；后者可以使测试能正确反映被测模块的大部分工况，不至于漏测很多工作状态。

很多情况下，从被测模块的边界直接引出信号有困难，测试信号需要经过其它模块引入到被测模块上。如果作为信号路径的模块对信号特征没有改变，则称这种测试路径是透明的，路径模块必须能在旁路模式和正常工作模式之间切换，实现起来有局限性。对于硬件来说，最简单的透明路径是使用跳线。

对于简单嵌入式系统来说，测试一般包括上电自测试和人为测试。后者在故障出现时进行。对于复杂系统来说，还包括定时自动测试，比如在大型程控交换机和飞机机载电子设备的运行过程中，均定时进行自检。

可测试性设计还应考虑测试功能所使用对象的不同。产品设计人员、产品使用人员和产品维护人员对测试内容的要求是同的，需要进行分层次的可测试性设计。

对于硬件和系统的可测试性设计已有IEEE1149.1/4/5等标准可以借鉴，对于单纯的软件测试，目前尚无具体和统一的标准，只有诸如代码格式分析、白盒测试、黑盒测试、覆盖测试等测试方法。软件测试的途径有两个。一是在源代码中增加大量测试代码，使用条件编译指令来控制形成调试、测试和最终发布等不同版本。调测版本的代码规模要比最终的发布版本大很多，在问题解决后，一般将临时性测试代码通过编译开关屏蔽。另外一个软件测试途径是使用专用的测试软件（如法

还需要说明的就是“可观测”设计的概念。可观测性和可测试性不同，不需要加入激励信号，只观察系统运行中某些内部状态，比如软件中某个重要变量的数值变化，硬件电路中某个IC引脚的信号电平等。在设计中，应该保留这些观察接口，以便需要时用它来判断和分析系统的问题。一个可测试的系统，一定是可观测的，反之则不然。设计可测试性系统的目的是为了以后修改和改进设计，而使系统具有可观测性则是为了维护系统，判断哪个是出故障的部件，以便更换。可测试性设计一般用于新产品，而可观测性设计用于成熟产品。当然，在结构、安装条件和成本允许的情况下，成熟产品也应具有可测试性。实际上，由于处理器技术和芯片的日新月异，已经不存在真正意义上的成熟产品了。

在一类产品中的可测试性设计应该具有一致性，例如，用红色LED表示电源状态，所有电路板均应采用红色LED，点亮的频率也应该一致。作为企业，应制定相关的测试接口标准，并且这些标准应符合行业习惯或者行业标准。

5 测试和调试接口标准

测试和调试接口标准：JTAG和BDM。

5.1 背景调试模式

在使用传统的ICE来调试时，使用ICE中的CPU来取代目标板中的CPU，目标板和ICE之间使用多芯扁平电缆来连接，而ICE在使用时一般还需要缩主机（一般来PC）来连接。

在一些高端微处理器内部已经包含了用于调试的微码，调试时仿真器软件和目标板上的CPU的调试微码通信，目标板 上的CPU无需取出。由于软件调试指令无需经过一段扁平电缆来控制目标板，避免了高频操作限制、交流和直流的不匹配以及调试线缆的电阻影响等问题。这种调试模式在Motorola公司产品68300系列中被称为背景调试模式BDM（Background Debug Mode）。在仿真器和目标之间使用8芯（或者10芯）的BDM接口来连接，其他公司的嵌入式处理器也有类似功能，不过叫法不同，例如AMD公司在其X86微处理器上提供“AMDebug”的调试接口。

    实际上，BDM相当于将ICE仿真器软件和硬件内置在处理器，这使得我们直接使用PC机的并口来调试软件，不再需要ICE硬件，大大节约了汽油发成本。一些调试器供应商也提供这种软件产品（如XRAY）。对于用户来说，为了调试一些特定问题，可以直接使用BDM命令来调试目标系统，以弥补商业调试软件的不足。