如何测试Android医疗设备
时间：2011-12-19 13:35:42
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[导读]近三年来，Android作为移动设备平台取得了重大进展。实事上，在美国目前有一半以上的智能手机采用Android操作系统，Android操作系统是美国智能手机市场的老大。Android操作系统由Google领导的开放手持设备联盟开发。
近三年来，Android作为移动设备平台取得了重大进展。实事上，在美国目前有一半以上的智能手机采用Android操作系统，Android操作系统是美国智能手机市场的老大。Android操作系统由Google领导的开放手持设备联盟开发。Android已被大多数手机运营商和众多手机制造商采用，其中包括摩托罗拉、索尼爱立信、三星、LG和HTC。
与此同时，对于很多OEM、运营商和设备制造商而言，要推出基于Android平台的设备，仍是一个有待克服的挑战。Android平台的版本繁多、具有很强的灵活性和可配置性（即便是终端用户也可以对其进行灵活配置），这些因素使得Android成为一个难设计、测试和推出的平台。
如何测试Android设备
要部署一个完整而高效的设备测试项目，测试团队需要开发必须的测试用例，在每个测试用例中，必须对待测设备的正确行为进行描述。如果所开发的测试用例有错误，要求缺失或不完整，从而导致测试过程中出现错误，那么测试项目将不能成功地实现其目标---锁定被测设备存在的缺陷。
编写相关测试用例的第一步是收集设备在所有使用案例和使用场景下的全部预期行为，这些资料应该早已存于技术和测试要求文档之中。
技术和测试要求的制定是成功推出设备的重要步骤。对于基于Android平台的设备而言更是如此，因为这些平台很容易配置，设备OEM厂商在各自的Android设备中采用了一系列不同的外形参数、用户界面和软件配置。
若未能适当、充分地挖掘和制定测试要求，那么测试用例就不能反映它原本应该反映的设备的预期行为，而是基于被测试设备所展现的行为，这些行为就不一定准确。
为了开发出足够完善的技术和测试要求，设备发布小组必须参考图1中所示的不同来源，来创建一组完善的要求。测试小组通常会跳过这一步，他们会直接跳到开发测试用例，然后进行则试。依据以往经验表明，如果执行这一步，会使得所开发的测试用例更加精确、有效和快速，并且缩短开发时间。
图1中的文字内容：
Sources for Test Requirements document：测试要求文档的来源
Design Team: Requirements including UI, preloaded Apps,settings etc.
设计小组：要求包括用户界面、预先加载应用、设置等
■Functional behavior for each use case and sub-use cases
■Android’s software configuration and settings
■UI and usability requirements
■每个使用案例和子使用案例的功能性行为
■Android的软件的配置和设定
■UI和可用性要求
Google Android specificaitnos, tools and licensing requirements
Google Android规范、工具和授权要求
■system requirements for the specific version of Android on the device
■google provided tools to test Android platform and applications e.g. Android Monkey
■Google HW and licensing requirements
■设备所使用的具体版本的Android系统的系统要求
■Google提供用于测试Android平台和应用的工具，例如，Android Monkey
■Google 硬件和授权要求
如图所示，测试要求应考虑多个方面
如何开发Android测试计划
鉴于Android平台所具备的高级可配置性，要开发一个涵盖设备各方面功能、完善且易于理解的测试计划并不是一件容易的事。与其它大多数平台不同，Google很频繁地推出新版本的Android平台，并且各个版本的Android系统对操作系统的不同层做了修改，特别是用户界面层。与此同时，设备OEM厂商常常会自行设计专利的用户界面或皮肤，以满足某些特殊应用，例如将Android用于医疗设备。因此，在测试Android设备的时候，测试计划必须包括功能方面以及需要进行则试的用户界面和使用特性。对于由电池供电的设备，还必须对电池寿命和功耗进行测试。图2所示为Android测试计划必须包括的几类测试用例。
图片中的文字内容
Android test cases: Android测试用例
Functional test cases: 功能性测试用例
Hardware,setup and Accessories 硬件、安装和附件
Applications 应用
Google features(if any utilized) Google特性（如果有用到）
Stress and Compliance test caese(e.g.FDA) 应力和兼容测试用例（如FDA）
Usability Test cases: 可用性测试用例
Battery life test cases: 电池寿命测试用例
2.图中所示为必须包括的几类测试用例
功能测试
功能测试用例直截了当，并且是根据特性要求定义和设计文档来编写的。技术设计要求和测试要求可被用作指导性文档，指导定义和创建用于测试和检验设备的性能、特性和功能的测试用例。
一直以来，Google每年都会推出几款新版Android系统，为了跟进每个新版本的Android系统，测试用例也必须要做更新。Google最近宣布，今后每年将仅推出一款新版Android系统。
可用性测试
用户接口若设计恰当，可以大大地减少用户出错以及提高设备的可用性。在发布设备之前对其进行可用性测试十分重要。为了测试设备的可用性，首先要开发测试用例。常见的方案是在任务层开发多个可用性测试用例，然后将每个任务层测试用例关联到被测设备完成这一任务所需要的各个步骤。
可用性测试对于医疗设备而言极其重要，因为用户出错导致的后果可能是灾难性的，必须予以高度的重视。FDA将用户出错视作导致医疗设备风险的一个极严重的源头，有很多医疗设备被召回的例子都与用户出错和设计问题有关。为了将用户出错降低到最小程度，FDA还提供了具体的医疗设备设计和测试指导文件。其中部分指导文件和标准是针对可用性的，所有这些指导文件和标准都可在fda.gov网站上查到：
1.软件验证的总体原则；行业和FDA人员至高指南
2.面向医疗设备制造商的设计控制指南，参考DA 21 CFR 820.30和ISO 9001的子条款4.4。
3.医疗设备中人为因素的介绍，作者：Dick Sawyer。
有关医疗设备可用性的国际标准和指导文件：
1.风险管理：ISO14971
2.软件生命周期：IEC 62304
3.人为因素：IEC 60601-1-6、ANSI/AAMI HE74、ANSI/AAMI HE74
4.基本安全：IEC-60601-1和IEC60601-1-x系列标准
怎样对可用性进行评估和测试？一个方案是，由试验测试人员进行模拟使用。这样可以深入了解设备在用户手中的运行情况；另一个可能更有效的方案是，利用工程学方法来测试可用性。基于心理学和人为因素的科学研究成果，可用性专家形成了用于测试可用性的方法论。在这种方案中，通过度量设备在使用过程会影响用户的指标参数，对设备的可用性进行评估和测试，这些参数包括效率、可访问性、可视性、反馈和响应，等等。
电池寿命的测试
若被测设备采用电池供电，则功耗和电池寿命是设备设计和测试的一个重要组成部分。时尚的、手持式电池供电设备拥有更大的屏幕、更快速的CPU和更快速的网络连接，所有这些特性给电池带来非常大的负担。
对采用电池供电的移动设备而言，有两个方案可用来测试功耗和电池的预期寿命。第一个方案是元器件级别的，即对每个子系统的功耗分别进行测量。第二个方案，是把该设备当做一个整体来测量其功耗。每个方案各自有其优、缺点。
若使用元器件级别的方案，则被测设备的功耗为其每个元器件功耗测量值的总和。分别测量每个元器件的功耗与将设备作为一个整体测量其功耗相比，前者更加精确，并且结果可以重复再现，但需要的工作量更大，所以成本更贵。此外，若分别测量各个元器件的功耗，还需要查找详细的设备硬件文档，以便找出每个元器件在PCB板上的供电点。
若采用设备级别的方案，则是通过测量电池连接汇总点来求得设备的功率。每个设备使用案例都会用到功耗测量。相比元器件级别的功耗测量，本方案更为简单、更加灵活。但因为使用案例通常由人工测试人员执行，所以每次测得的结果可能各不相同，因此有必要进行多数重复测试，以获得稳定的统计数据。
为了延长电池使用时间，大多数时尚的电池供电设备采用了多种电源管理方针，并且会在设备一段时间内未被使用的情况改变设备的状态。在这样的情况下，为了得到设备的所有功耗行为和很好地评估电池的寿命，必须测试设备在不同状态下的功耗，设备的状态通常包括暂停状态、空闲状态和工作状态。
执行用户案例
一旦写好了测试用例，测试工程师们将执行这些用户案例，以便找出设备缺陷和决定设备和/或特性是否已经能够出货。在执行测试用例时，遵循以下几条经验法则，可以加快测试过程和降低出错的可能：
•为了保证由不同测试人员执行的测试用例的一致性，应针对如何运行测试和脚本，如何从结果中收集数据以及如何分析和处理结果对测试人员进行培训。
•指示测试工程师们遵从测试计划和要求以及测试用例中提供的详细内容。
•检查每个测试的设置（如，测试前的准备、输入参数、被测设备的状态）以及在执行过程中监控测试
•检验和捕捉每个测试用例或脚本的运行时间。这样可以方便计划和制定下一步测试的运行以及其它项目
•如果使用测试脚本，要用不同的数据进行测试，不要用在运行脚本过程中使用过的数据
•必需针对每个测试和校准所得到的结果，给出准确、清楚和有针对性的报告，并且要符合测试用例或校准方法中的所有具体指令。为了做到这一点，测试用例应包括以下指导方针：遵从测试计划，精确地记录结果；记录参数（输入、日期、影响测试/脚本的项目）；记录测试执行的运行时间以及与预期运行时间的差异；记录失败日志和关联的响应。
下表给出一个测试用例的例子，该测试用例用于测试一款Android设备的触摸屏数据输入的精确度。
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