NGB終端中間件API接口測試用例的設計與實現

張定京，趙良福，付光濤，李小雨，王 穎

（國家新聞出版廣電總局 廣播科學研究院，北京 100866）

NGB終端中間件API接口測試用例的設計與實現

張定京，趙良福，付光濤，李小雨，王 穎

（國家新聞出版廣電總局 廣播科學研究院，北京 100866）

根據NGB終端中間件標準有關JavaAPI和JSAPI的接口定義和要求，以及NGB的業務需求，制定了API接口測試用例的設計原則和設計方案，方案包括自動化和手動兩種方式，兩類測試相互補充。通過以頻道搜索和媒體處理兩個典型測試單元為例，介紹了這兩類測試用例的軟件設計流程和具體實現方法。該方案設計已經過驗證，并應用于NGB中間件的標準符合性測試中。

下一代廣播電視網；中間件；API；測試用例

下一代廣播電視網（簡稱NGB）終端中間件是運行在數字電視接收終端中的軟件，按功能層次劃分為處于接收終端資源層之上、應用層之下；其向下屏蔽了資源層的差異，向上為應用的開發提供一套完整、統一的應用編程接口（簡稱API）；中間件與資源層協同工作，能承載和支撐各種不同的應用。NGB數字電視接收終端采用中間件可以提升應用的互操作性，即同一款終端能夠運行不同應用提供商開發的應用，同一個應用能夠運行在不同的終端之上[1]。因此，NGB中間件技術對推動NGB和三網融合的整體發展，加快廣電新業態的業務生成和部署，以及跨域業務的互聯互通，具有十分重要的意義[2]。

國家廣播電影電視總局于2012年10月發布了NGB終端中間件技術規范，標準號為GY/T267—2012[1]。目前遵循該規范的NGB終端機頂盒已進入研發和生產階段，接下來產品的測試和認證工作就顯得尤為迫切和重要，因此判定產品是否符合中間件技術要求將是亟待解決的問題。

GY/T267—2012[1]標準對NGB終端中間件的軟件架構、協議棧、內容格式、應用信令、應用傳輸、應用支撐、安全機制、應用編程接口等各個方面的技術要求進行了規定。其中應有編程接口是該標準的核心內容，檢驗終端產品是否符合中間件標準要求基本可通過對應有編程接口的全方位測試來加以驗證。本文將簡述中間件API接口要求，描述API接口的測試方法和測試方案，以典型測試單元為例，介紹測試用例的設計和實現方法。

1 中間件API

NGB終端中間件軟件架構示意見圖1。

圖1中的應用編程接口，即中間件提供給應用的接口。NGB終端中間件所能支撐的應用，按應用開發技術類型可分為NGB-J和NGB-H應用：

1）NGB-J應用是指采用Java編程語言開發應用的統稱；

2）NGB-H應用是指采用 HTML，JavaScript，CSS等Web技術開發應用的統稱[1]。

GY/T267—2012標準[1]針對NGB-J應用和NGB-H應用分別定義了JavaAPI和JS（JavaScript）API兩套接口。

圖1 NGB終端中間件軟件架構示意

1.1 JavaAPI

NGB終端中間件應為NGB-J應用開發提供三類Java接口，即Java基礎接口、DAVIC擴展接口和NGB擴展接口[1]。

Java基礎接口由SUN公司制定，是開發NGB-J應用的必要支撐。NGB終端中間件應支持CDC1.1.2（JSR218）/FP1.1.2（JSR219）/PBP1.1.2（JSR217）和MIDP2.0（JSR118）Java基礎接口[1]。

NGB擴展接口由中間件標準定義，針對NGB應用需求擴展制定。NGB終端中間件應實現的擴展Java接口功能單元包括：單向廣播網絡接入單元、廣播協議處理單元、媒體處理單元、應用引擎單元——頻道搜索、應用引擎單元——業務選擇等[1]。

DAVIC擴展接口由數字音頻視頻委員會針對數字電視應用而制定。NGB終端中間件應支持的DAVIC 1.4.1p9定義的部分接口，主要包括MPEG/DVB傳輸流、表格數據裝載等處理的相關類和方法[3]。

1.2 JSAPI

NGB終端中間件應為NGB-H應用提供兩類JS對象，即基礎JS對象和NGB擴展JS對象[1]。

基礎JS對象由W3C組織定義，是開發NGB-H應用的基礎。NGB-H應用應支持的基礎JS對象遵循W3CJS1.5規范[1]。

NGB擴展JS對象由中間件標準定義，針對NGB應用需求擴展制定[1]。NGB-H應用應支持的擴展JS對象功能單元與Java接口基本相同。

2 測試方案設計

2.1 設計原則

NGB中間件API數量龐大，涉及業務邏輯繁多復雜，如果想完全模擬這些業務邏輯，需要設計一套基于白盒測試的模擬測試環境，通過調用API對業務邏輯的觸發來驗證API功能的完整性和穩定性。

白盒測試又稱結構測試或邏輯驅動測試，主要是對程序模塊進行如下檢查：

1）對邏輯模塊的所有獨立的執行路徑至少測試一遍；

2）對所有的邏輯判定，取“真”與取“假”的兩種情況都至少測試一遍；

3）在循環邊界和運行界限內執行循環體；

4）測試內部數據結構的有效性[4]。

應用白盒測試的思想，通過測試用例設計和腳本的編寫，即可實現對NGB中間件API接口的可用性和完整性進行更準確的測試。由于NGB-H和NGB-J應用編程接口的基礎接口主要采用現有成熟技術，出現問題的可能性較小，所以測試用例主要針對中間件標準定義的擴展接口來進行設計。測試用例的設計原則為：

1）對API的調用，覆蓋率達到100%；

2）對同一API接口測試涵蓋正例和反例；

3）對API的調用，符合業務邏輯執行規律；

4）模擬NGB業務典型應用場景。

2.2 設計方案

本測試實施過程將采用單元測試，以及自動化和手動相結合的方式。針對這種方式，測試用例的設計方案為：

1）采用模塊化設計，模塊劃分以標準定義的功能單元為依據，包括單向廣播網絡接入單元、廣播協議處理單元、雙向寬帶網絡接入單元等；

2）設計兩類測試用例，分別為自動化方式和手動方式，兩種方式相互補充，使測試過程更趨向高效和完整。

2.2.1 自動化方式

自動化方式測試用例主要按照以下要求進行設計：

1）測試程序運行后，將自動執行測試步驟和測試項；

2）API的輸入參數為預先設定的固定值，參數一般取有效和無效兩種情況；

3）測試結果的判定一般依據函數的返回值或者有無異常情況；

4）每個測試項執行完成后將自動顯示測試結果“PASS”或“FAIL”。

這類測試用例的優點是測試過程效率高，操作簡單，測試結果準確且直觀；不足之處是對測試條件有一定要求，不夠靈活（如前端發送信號的調諧參數要與測試程序里的有效參數一致等），并且對一些須人工審核測試結果的API不能準確測試（如媒體播放API等）。

2.2.2 手動方式

手動方式測試用例主要按照以下要求進行設計：

1）具有可視化的交互界面；

2）測試程序運行后，由人為觸發測試項，須手動執行測試步驟；

3）API的輸入參數須手動輸入或選擇；

4）正例測試和反例測試須由測試人員操作；

5）測試結果的判定須由測試人員依據輸出結果、返回數據或顯示效果等來驗證；

6）每個測試項的測試結果須測試人員記錄“PASS”或“FAIL”。

這類測試用例的優點是測試條件靈活（如前端發送信號的參數可隨意修改等），可測試多種情況和場景，且便于測試一些須人為觀察測試結果的API（如媒體播放API等）；不足之處測試過程較長，操作稍顯復雜，測試結果因由人工審核，所以對測試人員的專業要求較高（如須熟悉DVB/MPEG相關技術規范等）。

3 測試用例實現

本章將以NGB中間件JavaAPI接口的頻道搜索模塊和媒體處理單元為例，分別描述自動化方式和手動方式這兩類測試用例的實現方法。

3.1 頻道搜索

頻道搜索測試單元主要測試中間件標準Java應用引擎中的org.ngb.toolkit.channelscan包，該包的概要見表1。

表1 org.ngb.toolkit.channelscan包概要[1]

頻道搜索單元測試用例采用自動化方式，該單元設計為一個Xlet（一種J2ME應用模型）模型，其中每個子測試用例為1個函數測試1～2個API[5]。Xlet在啟動運行后，自動執行每個子測試用例，測試過程如發現問題則輸出錯誤位置和原因，并在執行結束前輸出測試結果“PASS”或者“FAIL”。

頻道搜索單元測試用例設計流程圖見如圖2所示，其中圖左側為該測試單元的整體軟件設計流程，右側為子測試用例ChannelScanTC8（測試啟動頻道自動搜索功能）的軟件設計流程。該測試單元所測接口和測試目的見表2。

圖2 頻道搜索單元測試用例設計流程圖

3.2 媒體處理

媒體處理單元主要測試中間件標準Java媒體處理單元中的org.ngb.media包，該包的概要見表3。

媒體處理單元測試用例采用手動方式，該單元設計為1個Xlet模型，其中每個子測試用例為一個測試項測試1～3個API[5]。Xlet在啟動運行后，每個測試項將人為地按下界面中的按鈕來觸發執行，API調用后的返回數據、接收事件、異常情況或錯誤信息將輸出打印在界面中，并且音視頻的播放效果也將直接呈現，測試人員以此判斷并記錄測試結果“PASS”或者“FAIL”。該測試單元所測接口和測試目的見表4。

表2 頻道搜索單元測試用例測試接口

表3 org.ngb.media包概要[1]

媒體處理單元測試用例設計流程圖如圖3所示，圖中左側為該測試單元的整體軟件設計流程，右側為子測試用例MediaTC3（測試啟動媒體播放器功能）的軟件設計流程。

表4 媒體處理單元測試用例測試接口

圖3 媒體處理單元測試用例設計流程圖

4 小結

目前，NGB中間件標準已應用于部分廣電網絡運營商，基于該標準的終端機頂盒也正在研制生產，準備部署。同時，該標準定義的API接口已確定作為廣電總局正在牽頭研制的NGB智能電視操作系統應用框架層的對外接口。本文給出的API測試用例的方案包括自動化和手動兩種方式，兩類測試相互補充，使測試結果更加高效完整。基于該方案，已開發完成了一整套NGB中間件API接口測試用例集，并已成功運用于NGB中間件標準符合性測試的驗證工作。

[1]GY/T267—2012，下一代廣播電視網（NGB）終端中間件技術規范[S].2012.

[2] 國家廣播電影電視總局科技司.下一代廣播電視網（NGB）中間件需求白皮書（第一部分），v1.00[S].2010.

[3]DAVIC1.4.1，標準第9部分：信息呈現[S].1999.

[4] 王小雨，張昀，陳雷.基于白盒測試的ParlayAPI接口測試方法設計[J].現代電信科技，2007（6）：38-45.

[5]袁江海，張文軍.數字電視中間件應用管理器的一種優化設計方案[J].電視技術，2004，28（1）13-15：.

Design and Implementation of API Test Cases for Middleware of NGB Rceiver

ZHANGDingjing,ZHAOLiangfu,FUGuangtao,LIXiaoyu,WANGYing
（Academy of Broadcasting Science State Administration of Radio, Film Television, Beijing 100866, China）

According to Java API and JS API interface definitions and requirements of NGB receiver middleware specification, as well as NGB business needs, design principles and schemas for API interface test cases are developed,including automated and manual modes, the two types could complement each other. In this paper, the two types of software design processes and implementation methods for test cases are described by two typical testing units-channel scanning and media processing. The design has been validated and applied to NGB middleware standards compliance testing.

NGB; middleware; API; test case

TN949.6

B

?? 京

2013-07-01

【本文獻信息】張定京，趙良福，付光濤，等.NGB終端中間件API接口測試用例的設計與實現[J].電視技術，2014，38（2）.

國家科技支撐計劃項目（2012BAH02B01）