Dataflow-based indirect interaction testing in integration testing for embedded system : 임베디드 시스템의 통합 테스팅에서의 데이터 흐름 기반 간접 상호작용 테스팅

국문 초록 (Abstract)

임베디드 시스템은 서로 데이터를 주고 받는 여러 개의 모듈로 구성되어 있다. 통합 테스팅에서 모듈간에 잘못된 리소스 자료를 전달하게 되면 수행 오류 또는 비정상상황을 유발하게 된다. 임베디드 시스템의 모듈간에는 많은 상호작용 경로가 존재하므로 모든 경우를 테스트하는 것은 불가능하다. 모듈간의 상호작용은 직접 상호작용과 간접 상호작용으로 나뉠 수 있는데, 직접 상호작용은 호출관계로 이루어지며, 간접 상호작용은 리소스를 통한 간접 영향을 받는 경우는 숨겨진 상호작용이다. 통한 테스팅 단계에서는 직접 상호작용은 많이 다루어지지만, 간접 상호작용은 거의 다루어지지 않거나 부분적으로 다루어진다. 이 연구에서는 간접 상호작용을 체계적으로 다루기 위해, 간접 상호작용 패턴과 상호작용 모델을 제안하고 이를 활용한 테스트 케이스 생성을 하는 새로운 방법을 제안한다. 오류 삽입 기법과 데이터 흐름 커버리지 기법을 이용하여 제안된 방법의 적용성 및 효율성을 검증한다. 또한 프로토콜 상태 머신을 이용하여 간접 상호작용 행위와 시간 제약사항을 모델링하고 반응성 등과 같은 시간과 연관된 시스템 속성을 검사하는 테스트 케이스를 생성한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Embedded systems comprise several modules that exchange data by interacting among themselves. In integration testing, exchanging the wrong resource data among modules may lead to execution errors or anomalies. It is not possible to test all interaction among modules for large combinational paths among them. There are two kinds of interaction. Direct interaction is the explicit call relation between modules and indirect interaction is the remaining relations that are made underneath interface which possess data dependence relationship with resources. In the integration testing phase, while direct interaction is usually checked, the indirect interaction is not or partially covered. In this thesis, for systematically handling the indirect interaction, a noble approach is proposed for generating interaction model using indirect interaction pattern and design test criteria based on different interaction errors to generate test cases. In order to evaluate the effectiveness and feasibility of the proposed approach, fault injection and data flow coverage techniques are used. Also, a protocol state machine is used to model the behavior of indirect interaction and then impose timing constraints on it. Based on the timing model, time-critical test cases are generated for checking time-related system properties such as response time.

목차 (Table of Contents)

• CONTENTS
• 1.Introduction 1
• 1.1Motivation 1
• 1.2Problem definition 4
• 1.3Objective and Contribution 7
• 1.4Thesis structure 9
• 2.Background 11
• 2.1Testing embedded system 12
• 2.2Characteristics of embedded system 17
• 2.3In-depth analysis of Integration testing 20
• 2.4Timing constraints in state machine 23
• 2.5Related works 26
• 3.Interaction types in embedded system 33
• 3.1Direct interaction 35
• 3.2Indirect interaction 36
• 3.2.1Indirect interaction by shared variable 37
• 3.2.2Indirect interaction by File 40
• 3.2.3Indirect interaction by I/O device 41
• 3.2.4Indirect interaction by database 42
• 3.3Timing constraints in indirect interaction 44
• 4.Interaction model generation 49
• 4.1Formal definition of interaction model 49
• 4.2Generating interaction model 52
• 5.Test case generation 56
• 5.1Test case generation for indirect interaction 56
• 5.2Fault injection technique 61
• 5.3Behavior of interacting resources with state machine 65
• 5.4Test case generation from State machine 67
• 6.Case Study and Evaluation 72
• 6.1Comparison of number of test cases for DU coverage 72
• 6.2Evaluating through fault detection rate 75
• 6.3Timing interaction analysis with response time 79
• 6.4Threats to validity 84
• 7.Conclusion and future work 86
• References 89