CN111555941B - 一种通信协议测试驱动数据自动生成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及接口通信协议测试领域，特别涉及一种通信协议测试驱动数据自动生成方法；本发明对通信协议中涉及的数据项进行分析描述，将通信协议的应用层协议，分解为数据包，数据包可分解为数据元素，从而建立数据存储模型,根据字节序号，分析数据存储模型中的数据元素，对数据元素的值特征的属性进行标记，分析数据存储模型中数据包的数据元素组成个数，根据数据包的数据元素组成个数，挑选数据元素，从而自动组成测试驱动数据，本发明可以通过自动组成测试驱动数据，从而满足对没有标准格式的协议进行无条件测试，测试无阻碍，测试效果好，可以对各个***之间的总线内的协议测试进行全面覆盖测试。

Description

一种通信协议测试驱动数据自动生成方法
技术领域
本发明涉及接口通信协议测试领域，特别涉及一种通信协议测试驱动数据自动生成方法。
背景技术
航天/航空载荷、武器装备等一般由多个***组成，各个***之间交互信息，使用各自领域的总线，比如RS232/422/485/UART、CAN、ARINC429等，通信协议在物理层、数据链路层等都按照各自总线标准组建数据，在面向应用的应用层，由于***设备工作方式千差万别，设计人员在设计应用层通信协议时，无法遵循统一的应用标准，而是根据***信息交互的需要综合考虑。
然而这种没有标准格式的协议进行测试是对***功能测试的一个重要方式，对这种没有标准格式的协议进行测试，需要耗费大量的人力和资源，取得的测试效果也不令人满意，不能达到协议测试的充分覆盖。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种通信协议测试驱动数据自动生成方法，其可以通过自动组成测试驱动数据，从而满足对没有标准格式的协议进行无条件测试，测试无阻碍，测试效果好，可以对各个***之间的总线内的协议测试进行全面覆盖测试。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种通信协议测试驱动数据自动生成方法，其中，包括如下步骤：
步骤S1、对接口的通信协议的应用数据进行分析：对通信协议中涉及的数据项进行分析描述，将通信协议的应用层协议，分解为数据包，数据包可分解为数据元素，从而建立数据存储模型；
步骤S2、根据字节序号，分析数据存储模型中的数据元素，将数据元素按照字节宽度左侧高位补齐0；
步骤S3、根据字节序号，分析数据存储模型中的数据元素，对数据元素的值特征的属性进行标记；
步骤S4、根据字节序号，分析数据存储模型中数据包的数据元素组成个数；
步骤S5、根据数据包的数据元素组成个数，挑选数据元素，从而自动组成测试驱动数据，测试驱动数据包括有效测试驱动数据包和无效测试驱动数据包。
作为本发明的一种改进，在步骤S1内，数据元素可由二进制的至少一个字节组成。
作为本发明的进一步改进，在步骤S1内，所述通信协议为串行数据传输方式，所述通信协议的协议数据内容为面向应用者的顶层数据的测试数据生成约束。
作为本发明的更进一步改进，在步骤S3内，对数据元素值特征属性进行标记：标记0代表为与前序数据元素值重复，标记1代表为唯一合法值，标记x代表为数据元素重复值，标记空代表为连续取值。
作为本发明的更进一步改进，在步骤S5内，挑选数据元素的方法：先选择有效数据元素，组成若干个有效驱动数据包，再选择含有非法数据元素，组成若干个无效驱动数据包。
作为本发明的更进一步改进，在选择有效测试驱动数据包时，根据数据元素关系属性中的乘积关系、参数的范围、重复数据确定合法驱动数据包的个数。
作为本发明的更进一步改进，对于乘积关系的数据元素，选择相关元素的取值个数的乘积作为数据包中有效驱动数据的个数。
作为本发明的更进一步改进，对于参数范围的数据元素，取参数的7个典型值作为有效驱动数据的个数。
作为本发明的更进一步改进，对于重复数据的数据元素，取重复数据中的最大值作为有效驱动数据的个数。
作为本发明的更进一步改进，在步骤S5内，根据数据元素取值计算非法驱动数据包，计算方法为：至少单独取每个数据元素的非法值一次，每个非法驱动数据包只有一个数据元素含有非法值。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明可以通过自动组成测试驱动数据，从而满足对没有标准格式的协议进行无条件测试，测试无阻碍，测试效果好，可以对各个***之间的总线内的协议测试进行全面覆盖测试。
附图说明
图1是本发明的通信协议测试驱动数据自动生成方法的步骤流程图；
图2是本发明的一个实施例涉及到的航天/航空载荷***的***组成结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供一种通信协议测试驱动数据自动生成方法，包括如下步骤：
步骤S1、对接口的通信协议的应用数据进行分析：对通信协议中涉及的数据项进行分析描述，将通信协议的应用层协议，分解为数据包，数据包可分解为数据元素，从而建立数据存储模型；
步骤S2、根据字节序号，分析数据存储模型中的数据元素，将数据元素按照字节宽度左侧高位补齐0；
步骤S3、根据字节序号，分析数据存储模型中的数据元素，对数据元素的值特征的属性进行标记；
步骤S4、根据字节序号，分析数据存储模型中数据包的数据元素组成个数；
步骤S5、根据数据包的数据元素组成个数，挑选数据元素，从而自动组成测试驱动数据，测试驱动数据包括有效测试驱动数据包和无效测试驱动数据包。
其中，在步骤S1内，数据元素可由二进制的至少一个字节组成；通信协议为串行数据传输方式，通信协议的协议数据内容为面向应用者的顶层数据的测试数据生成约束。
在步骤S3内，对数据元素值特征属性进行标记：标记0代表为与前序数据元素值重复，标记1代表为唯一合法值，标记x代表为数据元素重复值，第一个数据元素为重复值个数为x；标记空代表为连续取值。
在步骤S5内，挑选数据元素的方法：先选择有效数据元素，组成若干个有效驱动数据包，再选择含有非法数据元素，组成若干个无效驱动数据包；具体地讲，在选择有效测试驱动数据包时，根据数据元素关系属性中的乘积关系、参数的范围、重复数据确定合法驱动数据包的个数；对于乘积关系的数据元素，选择相关元素的取值个数的乘积作为数据包中有效驱动数据的个数；对于参数范围的数据元素，取参数的7个典型值作为有效驱动数据的个数；对于重复数据的数据元素，取重复数据中的最大值作为有效驱动数据的个数；如果存在校验数据元素，根据校验的类型计算校验值，校验包含：累加和校验、异或和校验、CRC8校验、CRC16校验、CRC32校验。
在步骤S5内，根据数据元素取值计算非法驱动数据包，计算方法为：至少单独取每个数据元素的非法值一次，如果一个数据包有10个数据元素，那么至少有10个非法驱动数据包，每个非法驱动数据包只有一个数据元素含有非法值。
本发明提供一个实施例，如图2所示，航天/航空载荷***包括飞控***S0和载荷***，载荷***包括载荷控制***S1、图像处理***S2和伺服控制***S3。
飞控***S0：与载荷控制***S1之间通过CAN总线连接，涉及到双向数据交互，数据交互内容见表1、表2。
载荷控制***S1：与飞控***S0之间通过CAN总线连接，涉及到双向数据交互，数据交互内容见表1、表2；与图像处理***S2之间通过RS422总线连接，涉及到双向数据交互，数据交互内容见表3、表4；与伺服控制***S3之间通过RS422总线连接，涉及到双向数据交互，数据交互内容见表5、表6。
在本实施例中，共有6个表，分别为表1、表2、表3、表4、表5和表6，每个表中的内容组成通信协议的一个数据包，从而意味着共包含6种不同类型的数据包，表格中每一个参数名称为一个数据元素，共有数据元素30个。
表1飞控***发往载荷控制***数据
Figure BDA0002477091350000051
表2载荷控制***发往飞控***
Figure BDA0002477091350000052
图像处理***S2：与载荷控制***S1之间通过RS422总线连接，涉及到双向数据交互，数据交互内容见表3、表4。
表3载荷控制***发往图像处理***
Figure BDA0002477091350000061
表4图像处理***发往载荷控制***
Figure BDA0002477091350000062
伺服控制***S3：与载荷控制***之间通过RS422总线连接，涉及到双向数据交互，数据交互内容见表5、表6。
表5载荷控制***发往伺服控制***
字节号 数据元素 取值范围 备注
1～2 同步头 0x7E7E
3 地址码 0x66
4 命令 离散值 同表1，字节号3。
5～6 航向角 0x7000～0x8FFF
7～8 横滚角 0x7000～0x8FFF
9～11 时间码 0x000000～0xFFFFFF
12 校验字 4-11字节和
表6伺服控制***发往载荷控制***波特率
Figure BDA0002477091350000063
Figure BDA0002477091350000071
对本实施例中的航天/航空载荷***进行通信协议测试驱动数据自动生成方法，具体包括如下：
第一步、对接口通信协议应用数据分析，对通信协议中的涉及的数据项进行分析描述，无论什么样的应用层协议，都可分解为数据包，数据包可分解为数据元素；数据元素的组成可由二进制的一位到多个字节，依据特定的存储模型建模方法，保存通信协议；假设被测试***为图2中的载荷控制***，对其进行测试，涉及到产生测试驱动数据来自其他三个***发放载荷控制***的协议，具体为表1、表4、表6，现在只以表6的数据作为测试驱动数据实例说明，因为表1、表4与表6相类似。将表6按照通信协议测试驱动数据自动生成方法建立数据存储模型，结果见表7。
表7通信协议建模
Figure BDA0002477091350000072
步骤二、根据字节序号，分析存储模型中的数据元素，将数据元素按照字节宽度左侧高位补齐0，表7的4-8行自动补齐位数。
步骤三、根据字节序号，分析存储模型中的数据元素，对数据元素值特征属性进行标记，0-与前序数据元素值重复；1-唯一合法值；x-数据元素重复值，第一个数据元素为重复值个数为x个；空-连续取值。
步骤四、根据字节序号，分析存储模型中数据包的数据元素组成个数，本实施例为6个元素组成。
步骤五、根据数据包的数据元素组成个数，挑选数据元素，组成测试驱动数据，挑选原则：先选择有效数据，组成多个有效驱动数据包，再选择含有非法数据元素组成多个无效的驱动数据包。
步骤六、在选择有效测试驱动数据包时，根据数据元素关系属性中的乘积关系、参数的范围、重复数据确定合法驱动数据包的个数，本实例合法驱动数据包6个。
步骤七、对于乘积关系的数据元素，选择相关元素的取值个数的乘积作为数据包中有效驱动数据的个数；对于参数范围的数据元素，取参数的7个典型值作为驱动数据的个数；对于重复数据，取重复数据中的最大值作为驱动数据的个数；驱动数据包的最终个数有两种模式，简约模式：取上述最大值作为最终的驱动数据包个数；全面模式：取上述数据的和作为驱动数据包的个数。
步骤八、如果存在校验数据元素，根据校验的类型计算校验值，校验包含：累加和校验、异或和校验、CRC8校验、CRC16校验、CRC32校验，本实施例为4-7字节累加和校验。
步骤九、根据数据元素取值计算非法驱动数据包，计算原则，至少单独取每个数据元素的非法值一次，如果一个数据包有10个数据元素，那么至少有10个非法驱动数据包，每个非法驱动数据包只有一个数据元素含有非法值，本实例的状态数据元素和参数数据元素无非法数据，所以共有4个非法数据包。
在本实施例中，将处理后的状态转换图按照步骤五～步骤七转换为状态转换树。
步骤二到步骤九的结果见表8。
表8自动生成测试驱动数据
Figure BDA0002477091350000091
在本发明内，可以通过自动组成测试驱动数据，从而满足对没有标准格式的协议进行无条件测试，测试无阻碍，测试效果好，可以对各个***之间的总线内的协议测试进行全面覆盖测试。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种通信协议测试驱动数据自动生成方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、对接口的通信协议的应用数据进行分析：对通信协议中涉及的数据项进行分析描述，将通信协议的应用层协议，分解为数据包，数据包可分解为数据元素，从而建立数据存储模型；
步骤S2、根据字节序号，分析数据存储模型中的数据元素，将数据元素按照字节宽度左侧高位补齐0；
步骤S3、根据字节序号，分析数据存储模型中的数据元素，对数据元素的值特征的属性进行标记；
步骤S4、根据字节序号，分析数据存储模型中数据包的数据元素组成个数；
步骤S5、根据数据包的数据元素组成个数，挑选数据元素，从而自动组成测试驱动数据，测试驱动数据包括有效测试驱动数据包和无效测试驱动数据包；
在步骤S3内，对数据元素值特征属性进行标记：标记0代表为与前序数据元素值重复，标记1代表为唯一合法值，标记x代表为数据元素重复值，标记空代表为连续取值。
2.根据权利要求1所述的一种通信协议测试驱动数据自动生成方法，其特征在于，在步骤S1内，数据元素可由二进制的至少一个字节组成。
3.根据权利要求1所述的一种通信协议测试驱动数据自动生成方法，其特征在于，在步骤S1内，所述通信协议为串行数据传输方式，所述通信协议的协议数据内容为面向应用者的顶层数据的测试数据生成约束。
4.根据权利要求1所述的一种通信协议测试驱动数据自动生成方法，其特征在于，在步骤S5内，挑选数据元素的方法：先选择有效数据元素，组成若干个有效驱动数据包，再选择含有非法数据元素，组成若干个无效驱动数据包。
5.根据权利要求4所述的一种通信协议测试驱动数据自动生成方法，其特征在于，在选择有效测试驱动数据包时，根据数据元素关系属性中的乘积关系、参数的范围、重复数据确定合法驱动数据包的个数。
6.根据权利要求5所述的一种通信协议测试驱动数据自动生成方法，其特征在于，对于乘积关系的数据元素，选择相关元素的取值个数的乘积作为数据包中有效驱动数据的个数。
7.根据权利要求5所述的一种通信协议测试驱动数据自动生成方法，其特征在于，对于参数范围的数据元素，取参数的7个典型值作为有效驱动数据的个数。
8.根据权利要求5所述的一种通信协议测试驱动数据自动生成方法，其特征在于，对于重复数据的数据元素，取重复数据中的最大值作为有效驱动数据的个数。
9.根据权利要求1所述的一种通信协议测试驱动数据自动生成方法，其特征在于，在步骤S5内，根据数据元素取值计算非法驱动数据包，计算方法为：至少单独取每个数据元素的非法值一次，每个非法驱动数据包只有一个数据元素含有非法值。
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