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VectorCAST

安全关键型嵌入式系统的软件测试自动化

VectorCAST是嵌入式软件测试平台,可在整个软件开发生命周期内自动执行单元测试、集成测试和覆盖率测试。该平台专为使用C、C++和Ada语言开发安全关键型及高完整性系统的团队而设计。

VectorCAST消除单元测试中的手动操作负担。测试框架、回归测试执行、覆盖率收集以及认证报告生成均可自动运行。工程师可以专注于需要工程判断的工作,而非围绕其周围的基础设施。

VectorCAST被航空航天、汽车、医疗设备、工业和铁路领域的嵌入式软件开发人员、测试工程师及软件质量负责人广泛采用,这些领域均需符合DO-178C、ISO 26262、IEC 62304和EN 50716等标准。

优点

VectorCAST是专门针对嵌入式软件开发的限制和要求而设计的,并非由通用工具改编而来。

  • 大幅减少手动测试工作量

    VectorCAST可直接从源代码生成测试用例,因此可以将时间用于验证结果,而非编写重复性代码。

  • 实现并验证结构覆盖率

    内置语句、分支以及多条件/多路径(MC/DC)覆盖率分析功能,并可生成适用于认证审查的报告格式。项目级和单元级的覆盖率数据可在同一查看器中同步显示,因此无需在不同视图间切换,即可评估整个程序的测试完整性。

  • 保持从需求到测试结果的可追溯性

    与IBM DOORS、Polarion、Visure、Jama和codeBeamer等需求管理工具集成,确保测试工件在整个项目生命周期内保持关联并可追溯。

  • 在现有开发环境中工作

    VectorCAST可与Jenkins、Visual Studio Code、MathWorks Simulink以及80多种编译器集成。原生支持GoogleTest,意味着现有测试套件无需重写即可直接迁移。融入工作流,而非取代现有流程。

  • 借助认证文档加速认证进程

    提供符合DO-178B/C标准的工具资格认证包,以及符合IEC 61508、ISO 26262、EN 50716和IEC 62304标准的工具验证包,其中包含TÜV SUD颁发的证书。

应用领域

凡是软件故障可能导致安全或任务后果的地方,都会使用VectorCAST。

航空航天

根据DO-178B和DO-178C标准对机载系统进行结构覆盖率认证。VectorCAST资格认证包提供工具资格认证所需的文档、测试用例和流程。

汽车

根据ISO 26262标准,针对汽车功能安全进行的软件验证与确认。支持ECU软件项目中的需求可追溯性、回归测试及覆盖率报告。

医疗

根据IEC 62304标准对医疗器械进行软件安全验证。支持从单元测试到系统级覆盖率的完整测试文档链。

工业

根据IEC 61508标准对可编程电子系统进行功能安全认证。适用于需要进行系统化软件验证的产品开发项目。

铁路

根据EN 50716标准,针对铁路应用的软件验证与确认。支持结构化测试,并能生成可追溯性证明和覆盖率证明。

将现有的测试套件导入VectorCAST

开发安全关键型软件的团队通常已拥有现成的C++测试套件,例如GoogleTest或其他xUnit框架。借助VectorCAST Coded Tests,需重写,即可将现有测试套件直接导入VectorCAST。从首次运行开始,即可执行测试、进行MC/DC覆盖率分析以及生成认证报告。该工具内置对C函数的模拟支持;对于新测试,可以使用熟悉的xUnit风格C++语法编写,并通过同一经过认证的环境进行管理。

现有测试套件将获得什么

  • MC/DC结构覆盖率

    自动测量并报告现有测试中的语句、分支以及MC/DC覆盖率。无需外部仪器,无需额外工具。

  • 需求可追溯性

    将测试用例与需求关联,并生成符合审计要求的追溯报告。从需求到测试结果的关联过程无需手动整理,且可接受审计。

  • 经过认证的工具资格认证

    提供符合DO-178C及其他适用标准的TÜV认证资格套件。测试套件现可在已通过认证的环境中运行。

  • 内置模拟(Mocking)与桩函数(Stubbing)功能

    无需第三方模拟框架即可实现故障注入和单元隔离。VUnit 对C函数的模拟支持可确保测试代码自成体系。

  • 用于生成新测试的ATG

    自动测试生成(ATG)功能针对新的覆盖率缺口生成可审查的C++源文件,提供无需手动编写代码的起点。

  • VS Code集成

    通过VectorCAST Test Explorer扩展,可以在不离开IDE的情况下运行编码测试,并在源代码中内联查看覆盖率。

基于需求的、由AI驱动的测试生成

基于需求的测试是大多数安全关键型项目中的认证要求,也是验证工作流中耗时最长的环节之一:将需求映射到代码、为每个需求编写测试用例,并在需求和代码发生变更时保持可追溯性。

在VectorCAST 2026中,AI驱动的基于需求的测试生成器Reqs2x可实现该工作的自动化。Reqs2x将需求映射到实现这些需求的函数,并利用大型语言模型生成与之对应的测试用例。在工程师审查并批准之前,任何内容都不会进入验证工作流。

工作原理

  1. 导入需求

    通过需求网关导入需求,从而确保现有的工作流程完全保持不变。

  2. 自动映射

    Reqs2x通过程序切片技术,将每个需求映射到实现该需求的功能模块,无需手动交叉引用。

  3. AI生成的测试用例

    大型语言模型会生成与每个需求相匹配的可执行测试用例。每个构建产物均完全透明:在每个步骤中,输入、输出及映射关系均清晰可见。

  4. 工程师审核

    生成的映射关系和测试用例在进入任何验证工作流之前,均需经过工程师审核环节。没有任何内容会被自动接受。AI生成的成果需接受与手动编写的测试代码相同的审核和质量控制。

专为安全关键型程序设计

Vector的AI方法采用模块化、面向特定任务的代理,这些代理专为受控环境内精确定义的使用场景而设计。每个代理在特定位置执行单一任务,这使得其行为可预测,且输出结果可审核。该设计符合MISRA C:2025、ISO/IEC人工智能框架以及《欧盟人工智能法案》的要求。

自带模型(BYOM)方法允许您的组织选择符合自身基础设施和数据隐私要求的大型语言模型。该方案支持本地、云端及混合部署。

扩展至时序验证
功能正确性仅是验证工作的半壁江山。在安全关键型开发中,软件还必须在规定的时限内执行,这一点也需要得到证明。VectorCAST/Timing完全基于测量到的执行数据,采用形式化统计方法推导出时序证据,无需硬件模型,也不对微架构做出任何假设。所得结果无需额外论证,即可用于认证审核。

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Andreas Horn
技术市场策略经理
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