嵌入式JavaPOS系统测试的设计与实现 税控收款机, 测试结果, 关键词, 嵌入式, 安全性

摘要：UnifiedPOS和其衍生的JavaPOS标准，对收款机的硬件设备进行了规范。利用JUnit单元测试工具对嵌入式JavaPOS系统的设备接口进行了白盒测试，分析了市场主流收款机的不足，给出了嵌入式收款机的测试方法和测试用例POSDouble。测试结果表明，嵌入式JavaPOS系统成功地引入了JavaPOS规范，规范了各种外围设备的接口定义，由于采用Java语言，解决了移植性、动态加载、安全性等很多方面的问题。
关键词：嵌入式系统；税控收款机；JavaPOS；ARM

0 引 言
    随着嵌入式计算机应用技术的发展，嵌入式技术已经广泛应用到现代生活的方方面面。在零售系统方面，零售收款机是嵌入式应用的一个重要领域。目前，市场上的收款机大体上可分为三类：第一类是基于PC和DOS／Windows体系的，这类产品目前占市场绝大多数，属于高端产品，价格太高，适合大的商场和销售系统；第二类是基于单片机(51系列居多)的，基本上没有操作系统的支持，功能也较弱，主要用于餐饮娱乐，占据中低档市场；第三类是正在快速发展的基于嵌入式芯片和嵌入式操作系统的，价格较低，功能较强，适用于中高档市场，这类产品将是未来市场的主体。以上三类收款机的开发平台形形色色，基本上是每一款就是一种开发平台，没有统一的规范、开发和调试平台。系统升级和移植困难，尤其对于一体机等需要第三方开发软件的应用，造成开发上更大的难度。虚拟机VM的改进，Java应用的速度已经不是太大的问题。

1 JUnit分析与应用
    MUnit是JUnit的子集，使用方法类似JUnit，在这里只对JUnit做分析。JUnit是一个开源的Java测试框架，它是XUnit测试体系架构的一种实现。在JUnit单元测试框架的设计时，设定了三个总体目标，第一个是简化测试的编写，这种简化包括测试框架的学习和实际测试单元的编写；第二个是使测试单元保持持久性；第三个则是可以利用既有的测试编写相关的测试。所以这些目的也是为什么使用模式的根本原因。JUnit的设计使用以Patterns Generate Architectures的方式来架构系统。其设计思想是通过从零开始应用设计模式，然后一个接一个，直至获得最终合适的系统架构。JUnit是一个测试Framework，测试人员只需开发测试用例，然后把这些测试用例(TestCase)组成请求(可能是一个或者多个)，发送到JUnit，然后由JUnit执行，最后报告详细测试结果。其中，包括执行的时间、错误方法、错误位置等。这样测试用例的开发人员就不需知道JUnit内部的细节，只要符合它定义的请求格式即可。从JUnit的角度考虑，它并不需要知道请求TestCase的具体操作信息，仅把它当作一种命令来执行，然后把执行测试结果发给测试人员。这样就使JUnit框架和TestCase的开发人员独立开来，使得请求的一方不必知道接收请求一方的详细信息，更不必知道是怎样被接收，以及怎样被执行的，实现系统的松耦合。
    Junit．Framework包中包含了JUnit测试类所需要的所有基类，实际上这个包也是整个JUnit的基础框架。TestCase类是这个包的核心类，测试人员对TestCase类进行继承开发自己的类测试驱动程序。其余的类用来支援这个TestCase类，比如TestSuite用类聚合多个测试用例(Testcase)，Assert类实现期望值和实际值的验证，TestResult收集所有测试用例执行后的结果。Test接口是这个包的关键所在，它建立了TestCase和TestSuite之间的关联，同时为整个框架做了扩展预留。在J2SE下简单应用举例：
    右击项目名称选择新建→JUnit测试用例

   
    (运行)调试方式→JUnit测试。图1为运行结果。

    JUnit在J2SE下可以很好地应用，但是在J2ME下应用存在比较大的困难，因为在J2ME下没有反射机制。在实际测试中可以利用其优点来最大地发挥。

2 POSDouble测试
    由于MIDP 1．0下不支持浮点数(float)运算，因此必须开发适合J2ME下的浮点数运算方法。这里主要实现了以下方法，这些方法的测试都是通过JUnit进行的白盒测试，测试数据的选择主要是根据市场的实际需求设定，保证了现阶段的实际需求；而在MIDP 2．0下可以支持浮点数的运算，无须自己开发浮点数运算的方法。
    类名：POSDouble，主要是用于浮点数计算，主要测试以下方法：
    POSDouble：将字符串转换为POSDouble数。
    POSDouble．Add：加法。
    POSDouble．Sub：减法。
    POSDouble．Mult：乘法。
    POSDouble．Div：除法。
    POSDouble isMax：比较浮点数大小。
    POSDouble tolong：将POSDouble数转化成长整数。
    POSDouble测试用例(以POSDouble．Add：加法为例)：
   

3 通用接口测试
    由于POSDouble是在J2SE下开发的，所以使用了JUnit工具，而其他接口函数是在J2ME下开发的，所以接口的测试采用了MUnit(JUnit的子集)工具。MUnit工具的使用方法、规则请参考《MUnit测试集编写规范》。
    (1)测试框架
    目录结构的总原则是：源代码目录与测试代码目录分离，互不干扰；测试代码目录与源代码目录的分支结构一致，便于查找、维护。
    (2)仿真环境测试执行流程
    首先编写测试代码，测试代码尽量放在与源代码相对应的测试目录中。修改测试程序入口，如使用ePos．set．FunctionFormFactory。
    (3)目标环境测试执行流程
    编写测试代码，修改测试程序入口，构建测试代码的Jar文件，下载Jar文件到目标机运行。
    (4)测试捷径
    通常情况下，在目标环境下测试，需要先编写测试用例、再编译、再下载、再运行，如果突然想到一个测试用例，又需重复上述操作步骤，就会非常耗时。为了增强测试的灵活性，可以加入键盘监听事件。首先编写键盘监听类，将所有的测试单步对应到不同的按键上去，即按一个键执行一个操作步骤。如：“a”对应open操作，“b”对应claim操作，“c”对应setDeviceEnable(true)操作。要执行一个完整的测试过程，就分步骤按相应的按键。要想执行不同的测试用例就按不同的顺序按相应的按键，这样就不再需要编写测试用例、编译、构建、下载，可以节约很多时间，测试效率得到很大提升。同时可以结合原有测试用例，让不同的按键对应到不同的(完整的)测试用例，这样不占用程序入口，同样可以实现并执行原来的测试用例。
    (5)快速回归测试
    bug修正后需要做回归测试，为了在目标环境上回归测试，必须经过以下步骤：
    ①从CVS更新最新源码；
    ②将Java源码编译成C文件；
    ③构建Elf文件；
    ④下载Elf文件；
    ⑤执行测试用例做回归测试。
    其中的步骤②～④将耗费很多时间。为了提升回归测试效率，将设备的DeviceServices从Elf文件中剥离出来，单独生成一个Jar文件，如果只有DeviceSer-Vices更新，只需要重新编译DeviceServices的Jar文件，不需更改Elf文件。更新Jar文件比更新Elf文件从步骤及时间上都高效得多。


4 示例
    (1)占用一个入口，加入键盘监听事件，如图2所示。

    (2)在keyboardlistener中编写按键对应的测试用例或方法，如图3所示。

    (3)编译构建Elf文件。先编译evm，ejpos两个项目；编译ROMJavaWin．c，NativeFunctionTable．c用于构建Elf(含evm，ejpos)；在LambdaIDE下构建Elf文件并优化；通过LBOOT下载到目标环境中。
    (4)编译测试用例的Jar文件。
    (5)在目标机上根据按键执行不同的测试用例。
    bug回归测试时，更新DeviceService的内容，重复步骤(5)即可完成回归测试。