Die MiLEST Toolbox

Model-in-the-Loop for Embedded System Testing

Im Frühstadium der Entwicklung neuer Systemfunktionalitäten dient ein Modell zur Eingliederung von Neuheiten. Für Testzwecke stehen zu diesem Zeitpunkt weder Code noch Hardware und daher auch keine echten Referenzsignale zur Verfügung. Mit MiLEST bietet SQC eine neue Methode für die Stimulation und Bewertung des Verhaltens eingebetteter Hybridsysteme, die die Anforderungen in Eigenschaften spezifischer Signalmerkmale einteilt. Es wird ein neuartiges Signalverständnis definiert, das es erlaubt, eine abstrakte, auf der Basis der Signaleigenschaften beruhende Beschreibung zu erstellen – z. B. Einstieg, Konstante, Maximum.

MiLEST V-Modell
Die Integration von MiLEST im W-Modell Fraunhofer FOKUS

MiLEST Integration im W-Modell

MiLEST ist auf Software in eingebetteten Systemen anwendbart. MiLEST eignet sich besonders für Softwaremodelle, aus denen Systeme entstehen sollen. Mit Hilfe eines modellbasierten Ansatzes für funktionale aufgabenorientierte Tests wird ein Testmodell bereitgestellt. Diese Methode steht in klarem Gegensatz zu den derzeitigen Testmethoden, bei denen es sich im Allgemeinen um zweckbestimmte, für spezifische Testlösungen entwickelte Methoden handelt. Die Testmethode von SQC wird in einer MATLAB®/Simulink®/Stateflow® Umgebung durchgeführt.

MiLEST-Architektur
Die Architektur von MiLEST Fraunhofer FOKUS

Die Architektur von MiLEST

Aus technischer Sicht ist MiLEST ein Simulink Add-on, das auf eine MATLAB-Engine aufgesetzt wird, die ihrerseits eine Erweiterung für die modellbasierten Testaktivitäten bildet. MiLEST besteht aus einer Bibliothek, die Callback-Funktionen, Transformationsfunktionen und andere Skripte enthält. Die Test-Bibliothek ist in vier sich ergänzende Teile unterteilt.

MBT mit MiLEST
Modellbasiertes Testen mit MiLEST Fraunhofer FOKUS

Modellbasierter Test

Bei dem modellbasierten Test (MBT) – realisiert mittels MiLEST – handelt es sich um ein Testverfahren, bei dem die gesamte Testspezifikation entweder ganz oder teilweise aus den Anforderungen abgeleitet wird. Zudem wird das SUTModell angewendet, das die ausgewählten funktionalen Aspekte des Systems unter Test (SUT) beschreibt. In diesem Zusammenhang deckt der Begriff ‚gesamte Testspezifikation’ sowohl die auf konkrete Testdaten gestützten abstrakten Testszenarien, als auch die voraussichtlichen SUT-Ergebnisse ab. Das Verfahren ist in einer Reihe von Testfällen gegliedert.

Testentwicklungsprozess

Das Paradigma der modellbasierten Entwicklung setzt voraus, dass das Modell des SUT bereits verfügbar und die Input/Output-Schnittstellen klar definiert und zugänglich sind. Neben der Analyse der SUT-Spezifikation erfordert ein ordnungsgemäßes, funktionales und dynamisches Testverfahren auch die systematische Auswahl der Teststimuli, geeignete Algorithmen zur Testbewertung und eine Ausführungs- oder Simulationsumgebung. Wenn die oben genannten Voraussetzungen stimmen, kann ein Muster zur Generierung des Testharnesses gemäß der Beschreibung in Schritt I auf das SUT-Modell angewendet werden. Die Generierung erfolgt automatisch mit Hilfe einer MiLEST Transformationsfunktion, die den konkreten Rahmen für die Testspezifikation festlegt. Im Weiteren entwickelt der Testingenieur das Design der Testspezifikation (Schritt II) unter Verwendung des Strukturkonzepts für die Validierungsfunktion weiter.

Danach werden die Strukturen für Teststimuli und konkrete Testsignale generiert. Dieser Schritt (Schritt III) erfolgt automatisch bei Anwendung der Transformationen. Das Testkontroll-Design kann ebenfalls automatisch hinzugefügt werden (Schritt IV) Schließlich können die Tests durchgeführt und Testergebnisse in der Form von Verdikten erzielt werden (Schritt V). Gleichzeitig wird auch die Qualität der erstellten Testsystemspezifikation beurteilt.

Das hierarchies Testsystem von MiLEST
Das hierarchische Testsystem von MiLEST Fraunhofer FOKUS

Hierarchisches Testsystem

Die Spezifikationen von MiLEST spiegeln die Struktur der Systemanforderungen wieder. Der Testentwicklungsprozess und das in abstrakter Form angegliederte System erlauben die Anwendung der Konzepte zur Generierung von Signalmerkmalen und Abfragemechanismen bei gleichzeitigem systematischem Aufbau der Testspezifikationen. In diesem Zusammenhang ist das Testsystem als hierarchisch strukturiertes Testmodell zu betrachten. Die Struktur des Testsystems besteht aus vier verschiedenen Ebenen, die systematisch aufgebaut werden können. Das macht das System weniger anfällig für Fehler und lässt Testingenieuren Spielraum für die Entwicklung der kompletten Testspezifikation.

Merkmale

  • Systematische, kohärente und funktionale Testspezifikation
  • Auf Signalmerkmale ausgerichtetes Testparadigma
  • Grafisches Testdesign
  • Automatisierung des Testprozesses
    • Systematische und automatische Generierung von Testdaten
    • Automatische Online-Testbewertung
  • Model-in-the-Loop Testausführung
  • Wiederverwendbare Testmuster
  • Abstrakte und konkrete Ansichten