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Embedded systems are ubiquitous in everyday life, with even the simplest objects often containing some sort of processing unit. Moreover, many embedded devices include displays to visualize information and allow for easy interaction. Testing the firmware of such devices and verifying the output shown on the display is challenging. Even more, due to the interaction between hardware and software, automating the verification is complicated. Hence, testing is often done manually by a human tester, or not done at all. In this thesis, we propose a methodology to automate the verification of an embedded graphics library. We have developed a framework leveraging a RISC-V Virtual Prototype and Metamorphic Testing. Our evaluation showcases the effectiveness of the proposed approach by exposing 15 distinct bugs within a commonly-used embedded graphics library. Eingebettete Systeme sind im täglichen Leben allgegenwärtig, wobei selbst die einfachsten Gegenstände oft irgendeine Art von Prozessor enthalten. Darüber hinaus verfügen viele eingebettete Geräte über ein Display, um Informationen zu visualisieren und eine einfache Interaktion zu ermöglichen. Das Testen der Firmware solcher Geräte und die Verifikation der auf dem Display angezeigten Ausgaben ist schwierig. Zudem ist es aufgrund der Interaktion zwischen Hardware und Software kompliziert, die Verifikation zu automatisieren. Daher wird das Testen oft manuell von einer Person durchgeführt, oder es wird überhaupt nicht getestet. In dieser Masterarbeit schlagen wir eine Methodik zur Automatisierung der Verifikation einer Grafikbibliothek für eingebettete Systeme vor. Wir haben ein Framework entwickelt, welches einen RISC-V virtuellen Prototypen und metamorphisches Testen nutzt. Unsere Evaluierung zeigt die Effektivität des vorgestellten Konzepts indem wir 15 verschiedene Fehler in einer häufig verwendeten Grafikbibliothek für eingebettete Systeme entdeckt haben. Author Florian Stögmüller, BSc Masterarbeit Universität Linz 2023 |
