Systementwicklung Wie der Entwicklungs- und Testprozess effizienter wird

Autor / Redakteur: Dr. Joachim Wegener, Ute Zeppetzauer * / Dipl.-Ing. (FH) Thomas Kuther

Elektronische Systeme im Auto werden immer komplexer. Wir verraten Ihnen, wie systematische Nachverfolgung von Anforderungen mehr Effizienz im Entwicklungs- und Testprozess bringt.

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Der grafische Editor CTE XL Professional basiert auf der Klassifikationsbaum-Methode und unterstützt bei der systematischen Testfallermittlung und beim Requirements Tracing
Der grafische Editor CTE XL Professional basiert auf der Klassifikationsbaum-Methode und unterstützt bei der systematischen Testfallermittlung und beim Requirements Tracing
(Alle Bilder: Berner & Mattner)

Die Komplexität elektronischer Systeme im Automobil nimmt immer weiter zu – von der einzelnen Software-Funktion bis hin zum Gesamtsystem. Daher ist eine detaillierte Beschreibung von Anforderungen und deren Nachverfolgbarkeit auch im normkonformen Entwicklungs- und Testprozess unabdingbar. Die durchgängige Beschreibung beginnt beim Design, geht über die Verifikation, die Implementierung bis hin zum Test und erhöht so Qualität und Effizienz. Dieses sogenannte Requirements Tracing wird durch Berner & Mattners CTE XL Professional unterstützt und ergänzt die systematische Testfallermittlung. Durch weitere Funktionen, beispielsweise die automatisierte Testfall- oder Testsequenzgenerierung, die Möglichkeit der messbaren Beurteilung der Testabdeckung oder die Anbindungen an zahlreiche State-of-the-Art Werkzeuge, bewirkt der CTE XL Professional die Optimierung der Entwicklungs- und Testprozesse.

Klassifikationsbaum-Methode ist unabhängig von Domäne und Testphase einsetzbar

Die Klassifikationsbaum-Methode ist eine allgemein einsetzbare Testmethode zur anforderungsbasierten Ermittlung von Testfällen. Sie ist unabhängig von Domäne und Testphase einsetzbar. Eine systematische Testspezifikation verhindert komplexe, unübersichtliche und umfangreiche Testsuiten. Vielmehr sind die mit der Klassifikationsbaum-Methode erstellten Testfälle systematisch und erreichen über die Anwendung von Abhängigkeits- und Kombinationsregeln die angestrebte Testtiefe.

Syntax-orientierter grafischer Editor

Der CTE XL Professional ist ein syntax-orientierter grafischer Editor, der auf der Klassifikationsbaum-Methode aufbaut. Die Klassifikationsbaum-Methode unterstützt, Äquivalenzklassen- und Grenzwerttests, zwei Elemente der Testfallermittlung. Verschiedene Test-Standards, wie der ISTQB Certified Tester, empfehlen genau diese Testverfahren, die mit der Klassifikationsbaum-Methode und somit dem CTE XL Professional einfach umzusetzen sind.

Systematischer Aufbau der testrelevanten Gesichtspunkte

Die Methodik beginnt mit einer leicht verständlichen Modellierung der testrelevanten Gesichtspunkte in Klassifikationen, welche im nächsten Schritt in Klassen zerlegt werden. Zur besseren Handhabung besteht die Möglichkeit, zum entstehenden Baum Kombinations- und Abhängigkeitsregeln zu hinterlegen, priorisierte Testfallermittlung durchzuführen und Testsequenzen zu modellieren. Nach Fertigstellung des Klassifikationsbaums können die Testfälle auf Basis der Kombinationsregeln automatisch generiert werden. Zur Gewährleistung der Durchgängigkeit im Testprozess bietet der CTE XL Professional verschiedene Anbindungen an Standard-Werkzeuge, wie Quality Center, MindManager, Excel, oder MATLAB/Simulink. Zur Unterstützung des Requirements Tracing verfügt der CTE XL Professional über eine Kopplung zum Anforderungsmanagementtool Rational DOORS.

Horizontale Nachverfolgbarkeit der Anforderungen

Für eine Qualitätssteigerung in der Funktionsentwicklung und zur normkonformen Entwicklung und Dokumentation ist die horizontale Nachverfolgbarkeit der Anforderungen essentiell. Dafür muss eine Verbindung der Requirements mit den definierten Testfällen, durchgeführten Tests und deren Ergebnissen hergestellt werden. Dies wird durch die Toolkopplung CTE XL Professional und Rational DOORS geliefert. Bild 1 zeigt das Zusammenspiel bei der Nachverfolgung der Anforderungen im V-Modell.

Für ein effizientes Requirements Tracing notwendige Elemente

Zur Veranschaulichung des Vorteils der horizontalen Verknüpfung zeigt der Baum aus Bild 2 anhand eines Automotive-spezifischen Beispiels die Elemente, die zu einem effizienten Requirements Tracing notwendig sind: Die Ansicht von Rational DOORS wird im CTE XL Professional geladen und jedes Requirement über die einfache Drag & Drop-Funktion den entsprechenden Baumelementen und Testfällen im CTE XL Professional zugeordnet. Diese Funktion ist im offline Modus verfügbar. Sie benötigt somit keine dauerhafte Rational DOORS-Lizenz und Verbindung zur Datenbank und bietet deshalb noch mehr Flexibilität bei gleichzeitiger Kosteneinsparung. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, im Rahmen der automatischen Testfallgenerierung, Anforderungen von Baumelementen an die Testfälle zu vererben. Dies spart Zeit bei der Modellierung und erhöht deutlich die Qualität durch Nachvollziehbarkeit.

Bei Spezifikationsänderungen im Entwicklungsprozess synchronisiert der CTE XL Professional die neue Version des Moduls. Durch die Änderungen beeinflusste Baumelemente, Testfälle und Testsequenzen werden hervorgehoben und können nun, unterstützt von der Software, angepasst werden.

Tabellarische Darstellung aller Anforderungen

Alle Anforderungen werden tabellarisch mit ihrer Requirements-ID, ihrem Wert, der Datenbankverbindung und dem verbundenen CTE XL Professional-Objekt dargestellt. So kann der Testdesigner einfach prüfen, ob alle notwendigen Anforderungen modelliert und durch einen oder mehrere Testfälle abgedeckt sind (Bild 3).

Der Einsatz des CTE XL Professionals zusammen mit der Kopplung zu den Anforderungen im Entwicklungs- und Testprozess unterstützt Normen wie die ISO 15504 (SPICE – Software Process Improvement and Capability Determination) und ISO 26262 (Norm für die Entwicklung sicherheitsrelevanter elektrischer/elektronischer Systeme in Kraftfahrzeugen). Damit wird die geforderte hohe Qualität auch von sicherheitskritischen Systemen messbar und nachweisbar. Auch die Dokumentation, unter anderem die Auflistung der Anforderung, ihrer durchgeführten Verifikation sowie des Tests, wird so automatisch Teil des Entwicklungsprozesses und führt nicht zu zusätzlichen Aufwänden. Die Anbindung des Testfall-Designs im CTE XL Professional an das Requirements Management in Rational DOORS stellt damit die Verbindung der horizontalen Nachverfolgbarkeit von Anforderungen auf bi-direktionalem Weg her – von der Anforderung zur Testspezifikation und zurück.

Die Vorteile des CTE XL Professionals im Überblick

Anwender profitieren beim Einsatz des CTE XL Professionals von reduzierten Testaufwänden, übersichtlichen und systematischen Testspezifikationen und einer automatischen Testfallgenerierung. Des Weiteren bietet die Verlinkung von Anforderungen mit der Testspezifikation einen einfachen und komfortablen Weg für die horizontale Nachverfolgbarkeit über das gesamte V-Modell. Zusätzlich ist der CTE XL Professional einfach erlernbar und schnell anwendbar und wird heute erfolgreich in vielen Industriebereichen eingesetzt. Die Vielfältigkeit des CTE XL Professionals, abgestimmt auf die speziellen Bedürfnisse der Entwicklungs- und Testingenieure, ermöglicht die Optimierung der Prozesse und eine daraus abgeleitete Senkung der Entwicklungszeiten und -kosten.

Referenzen:

[1] Revvert presentation slides Dr. Joachim Wegener at ICST 2011 und http://www.cte-xl-professional.com/de/event/vortraege

* Dr. Joachim Wegener ist Hauptabteilungsleiter, Ute Zeppetzauer ist Products Sales Manager, beide bei Berner & Mattner Automotive.

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