摘要：介绍了基于MCS51的全数字软件仿真测试关键技术，包括指令集仿真、外部接口仿真、测试激励注入、软件运行时信息获取，即采用编译/解释混合型指令集仿真、以函数指针调用技术实现测试用例触发式注入、主/被动测试激励注入、基于bitmap技术的软件运行时信息采集。该技术已应用于多个嵌入式测控系统软件的测试环境搭建。
关键词：全数字仿真软件测试测试环境bitmap技术
嵌入式软件全数字仿真测试技术是针对基于MCS51系列单片机的嵌入式系统的测试方法，旨在提供一种高效、精确的测试手段，确保软件在多种环境下的正确性和稳定性。MCS51是一种广泛应用的8位单片机，尽管在现代处理器技术面前显得较旧，但因其可靠性和成本效益，仍在很多实时控制系统中占据一席之地。
在全数字仿真测试技术中，有几个关键点是至关重要的：
1. **指令集仿真**：为了在非物理硬件上运行MCS51的程序，需要构建一个能够模拟MCS51指令集的仿真器。这种仿真器采用了编译/解释混合型的方法，既能提高执行效率，又能保持灵活性，允许对单个指令进行精细控制和调试。
2. **外部接口仿真**：在仿真测试环境中，需要模拟MCS51与外界交互的各种接口，如I/O端口、串行通信等，以便在无实际硬件的情况下测试软件对外部设备的控制和响应。
3. **测试激励注入**：在软件测试过程中，为了覆盖各种可能的运行状态，需要能够向系统注入不同类型的测试激励。这可以通过函数指针调用技术实现，允许在软件运行时动态触发测试用例，实现主动和被动的测试激励注入。
4. **软件运行时信息获取**：在软件运行过程中收集其运行状态信息对于诊断问题和评估测试覆盖率至关重要。这里采用了基于bitmap技术来捕获和记录软件运行时的信息，例如内存使用、变量状态变化等，为测试结果分析提供依据。
全数字仿真测试技术的应用场景主要是构建嵌入式测控系统软件的测试环境。通过这种技术，开发者能够在开发阶段就发现和修复潜在的问题，减少现场故障的可能性，提高软件质量。该技术已经在多个嵌入式测控系统项目中得到验证，证明了其在软件测试中的实用性和有效性。
测试环境的构建包括了被测软件运行所需的所有软硬件条件，以及与软件协同工作的其他设备或系统的等效模型。在嵌入式系统中，测试环境可分为真实环境、硬件在回路仿真（HILS）和软件仿真测试环境。其中，软件仿真测试环境具有可定制性强、可控性高的优点，可以在不受真实环境限制的情况下进行全面测试，而HILS则提供了与真实硬件交互的能力，适用于那些需要精确模拟物理输入和输出的测试场景。
总结来说，全数字仿真测试技术是针对MCS51系列单片机的嵌入式软件测试的重要工具，它结合了编译解释、函数指针调用、主被动激励注入和bitmap技术，为测试过程提供了高效且全面的解决方案。这种方法的实施有助于提高软件的可靠性和质量，特别是在实时控制和关键任务的应用中。
