❖ 문제
임베디드 시스템을 테스트하기 위한 하드웨어 및 소프트웨어 테스트 기법에 대하여 설명하시오.
✅ 답안
1. 개념 정의
임베디드 시스템(Embedded System)
- 특정 기능 수행을 위해 **하드웨어(HW)**와 **소프트웨어(SW)**가 결합된 전용 시스템
- 예: 자동차 ECU, 세탁기 제어 시스템, 스마트워치 등
테스트(Test)
- 시스템이 기능/성능/안정성/안전성 요구사항을 만족하는지 확인하기 위한 절차
2. 역할 및 목적
| 구분 | 설명 |
|---|
| 검증(Verification) | 설계/구현이 요구사항대로 정확하게 되었는지 확인 |
| 확인(Validation) | 사용자의 요구를 실제로 만족하는지 확인 |
| 결함 발견 | 오류 및 버그 조기 발견하여 품질 확보 |
| 시스템 안정성 확보 | 실사용 시 문제 방지 |
3. 임베디드 시스템 테스트의 특징
| 항목 | 설명 |
|---|
| 실시간성 | 실시간 동작 검증 필요 (RTOS 기반일 경우 필수) |
| 제약 조건 | 메모리, 전력, 성능 제한 고려 |
| 하드웨어 의존성 | 하드웨어와 밀접한 통합 테스트 요구 |
| 동시성 | 다양한 인터럽트, 멀티태스킹 고려 필요 |
4. 테스트 분류
▣ A. 하드웨어 테스트 기법
| 기법 | 설명 |
|---|
| 1. 회로 시뮬레이션(Circuit Simulation) | HDL(Verilog/VHDL) 기반 회로 검증 |
| 2. 기능 테스트(Functional Test) | 회로 보드에서 전원/신호 흐름 등 정상 동작 확인 |
| 3. JTAG 테스트(Joint Test Action Group) | 핀 간 전기적 연결 검사 (Boundary Scan 방식 사용) |
| 4. ATE(Automatic Test Equipment) | 자동화된 테스트 장비로 정밀한 전기적 특성 측정 |
| 5. 환경 스트레스 테스트(EST) | 온도/습도/충격 조건에서 시스템 안정성 검증 |
▣ B. 소프트웨어 테스트 기법
| 구분 | 기법 | 설명 |
|---|
| 정적 테스트 | 코드 리뷰, 정적 분석 | 실행 없이 소스 코드 점검, MISRA-C, Lint 사용 |
| 동적 테스트 | 단위 테스트(Unit Test) | 함수/모듈 단위 기능 검증 |
| 통합 테스트(Integration Test) | 여러 모듈 연동 시 오류 검증 |
| 시스템 테스트(System Test) | 전체 시스템이 요구사항대로 작동하는지 확인 |
| 회귀 테스트(Regression Test) | 변경 후 기존 기능에 문제 없는지 검증 |
| 실시간 테스트 | Task 간 스케줄링, 인터럽트 핸들링 등 RTOS 타이밍 검증 |
| HIL(Hardware-in-the-Loop) 테스트 | 실제 하드웨어 없이 소프트웨어 기능을 시뮬레이션으로 테스트 |
| Fuzzing 테스트 | 비정상 입력으로 소프트웨어 강건성 검증 |
5. 구조 및 구성요소
▣ 테스트 시스템 구성도 예시
┌────────────┐
│ 테스트 PC │←— 테스트 스크립트 실행
└────┬───────┘
↓
┌────────────┐ ┌────────────┐
│ 개발보드/타겟 │ ←→ │ 시리얼포트/USB │
└────────────┘ └────────────┘
↓
┌────────────┐
│ 로깅 시스템 │ → 로그 파일 저장 및 분석
└────────────┘
6. 핵심 용어 정리
| 용어 | 약어 | 설명 |
|---|
| JTAG | Joint Test Action Group | 디지털 회로 디버깅/테스트용 표준 인터페이스 |
| HIL | Hardware-in-the-Loop | 실시간 제어 테스트 시 가상 환경 연결 |
| RTOS | Real-Time Operating System | 실시간 임베디드 제어를 위한 운영체제 |
| ATE | Automatic Test Equipment | 고속 자동 테스트 장비 |
7. 장단점 비교
| 기법 | 장점 | 단점 |
|---|
| 정적 테스트 | 빠른 결함 발견, 컴파일 전 가능 | 실행 흐름 미포함 |
| 동적 테스트 | 실제 동작 기반 검증 | 테스트 환경 구축 비용 증가 |
| HIL 테스트 | 실제 하드웨어 없이 효율적 | 시뮬레이터 정확도 의존 |
8. 어린이 버전 요약
임베디드 시스템은 작은 컴퓨터가 어떤 기계 안에 들어가서 움직이게 해주는 거야. 잘 작동하는지 확인하려면 전기 잘 통하는지(하드웨어), 머리가 잘 돌아가는지(소프트웨어) 테스트를 해줘야 해. 컴퓨터 선이 잘 연결됐는지, 속도가 느리지 않은지, 열이 많이 나지 않는지도 체크하는 거지!
✅ 마무리 요약
- 임베디드 시스템은 HW+SW 통합된 전용 시스템
- 테스트는 정확성과 안정성을 보장하기 위한 핵심 절차
- 하드웨어 테스트는 JTAG, EST, ATE 등 사용
- 소프트웨어 테스트는 정적/동적, HIL, Fuzzing 등 포함
- 실시간성과 자원 제약, 하드웨어 의존성 등 특수성이 존재함
