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嵌入式系统上持续集成怎么做?有哪些好用的测试工具推荐?

toyiye 2024-08-10 21:31 25 浏览 0 评论

持续集成(CI:Continuous Integration)持续交付(CD:Continuous Delivery)是现代软件开发中两个非常重要的概念。集成是完成交付和部署的前置条件,实现持续交付最大的难点是如何配置正确的持续集成流程。目前,在服务器以及Web系统上的软件进行部署比较简单,但在嵌入式系统上持续集成则成为了较为棘手的问题。

01、什么是持续集成?

持续集成是一种软件开发实践,即团队开发成员经常集成他们的工作,通常每个成员每天至少集成一次,也就意味着每天可能会发生多次集成。每次集成都通过自动化的构建(包括编译,发布,自动化测试)来验证,从而尽早地发现集成错误。

相对于传统的一些软件开发方法,进行模块划分并分别开发和测试,到最后的阶段才进行集成和测试,持续集成测试可以更早地发现软件错误。持续集成的目的,是让产品可以快速迭代,同时还能保持代码高质量。持续集成不能消除软件错误,但是可以非常容易的发现和改正软件问题。在互联网的一些软件开发实践中,在仿真环境进行持续集成测试后,配合持续交付和持续部署,可以实现敏捷开发进行快速的软件版本升级迭代。


02、持续集成的应用



为了提高系统代码质量,需要在开发过程的各个环节都进行质量把控,包括代码风格检查、静态代码检查、代码编译结果检查、代码实际运行效果等。这些都可以通过自动化测试系统来实现,减少开发人员的重复工作量。

与互联网应用程序这类运行于安卓或IOS的应用软件不一样的是,嵌入式软件的运行需要依托特定的硬件,不同硬件的差异包括CPU的架构指令集、总线及外设、电源管理、PCB电路设计等各方面,同时对部分接口如USB、PCIe等还存在外设类型多而杂等兼容性问题。

在测试的实现上,需要把固件部署到具体的硬件上,同时测试过程中还需要与硬件进行交互。所以在嵌入式领域很难像互联网软件一样利用自动化集成测试系统直接进行软件的持续部署交付实现快速版本迭代。但对于嵌入式系统代码质量的提高和降低维护成本起到很大的作用。


03、嵌入式系统的持续集成



软件开发过程中,开发方式及开发工具是至关重要的。在嵌入式开发时,嵌入式系统的仿真往往在硬件开发中被忽略:开发人员在开发过程中不进行版本管理,直接将现有的源码作为下一轮迭代的基础;若未经过测试,当程序出现bug时,想要回退到之前的版本便较为复杂。开发嵌入式软件时构建持续集成流程的必要性显而易见。

持续集成流程如下图所示:创建一个单独的开发分支,用于在源码提交后进行集成;创建另一条分支用于异步执行主要持续集成流。

该流程的目的是将提交代码、集成代码以及构建的基本开发流与主要持续集成流分开,避免因长时间的持续集成而耽误开发进度。


04、解决硬件问题的工具



目前,嵌入式系统持续集成的核心是需要一个“类生产环境”,指需要在确保无限接近真实的环境中稳定运行软件。然而,实际操作中存在诸多问题:硬件的开发周期过长、软件不稳定等。

嵌入式仿真软件的出现解决了以上问题,该平台与真实环境足够接近,可以运行真实代码进行功能测试。

代码运行的问题解决后,嵌入式仿真软件持续集成的下一部分内容,就是确保代码获得合理的输入内容。嵌入式仿真软件不仅涉及与其他代码、计算机系统间的通信,还涉及通过接口和其他环境间的通信。测试时需要通过真实系统中使用的硬件接口向被测系统发送数据。


因此,嵌入式系统的实际物理测试环境需要满足以下需求:

1.提供合适的硬件环境来进行测试;

2.将软件加载到硬件上——难度取决于软件堆栈的性质;

3.集成环境——搭建合理的硬件环境,并能够提供合理的激励,保证软件能像在真实环境中一样运行,并观察运行情况。

典型的集成环境如下所示:


模拟硬件系统的仿真平台可将外部环境模拟和虚拟硬件系统的平台模型结合,方便开发人员将整个系统环境仿真成可以在任何服务器或者PC机上运行的软件工作。测试系统的可用性得到了提升,测试进度也得到了保障。


05、国产嵌入式系统半实物仿真平台

ETest(嵌入式系统半实物仿真测试集成开发环境IDE),基于该IDE可以完成嵌入式系统测试软件的开发与部署。ETest系统提供图形化的测试用例开发环境,自动生成测试脚本;测试结果数据可以在线监控,同时生成测试结果信息,并自动生成符合要求的测试报告。自动化测试过程大大缩短产品研发周期,提高软件调试效率。

ETest兼容MFI标准模型,支持加载FMU模型至半实物仿真环境;运行实时硬件在环仿真的同时,支持动态调整模型参数;与Simulink、同元MWorks等建模工具无缝集成。



ETest的部署方式比较灵活,既可以是单机部署也可以是分布式部署。单机部署的时候,全部的功能模块都安装在一台主机当中;分布式部署的时候,设计器和执行器分别部署在独立的主机当中,通过网络进行连接。

ETest为开放性平台,提供C/C++, Python, JS,Lua, Java等API,图形化监控软件界面可以根据用户需求定制。ETest可以快速搭建各类专业化仿真测试工装。与传统模式开发对比,在时间、人力等成本上降低80%以上,扩展灵活,覆盖充分。ETest支持的操作系统除了中标麒麟、银河麒麟、统信软件外,还支持windows linux Mac以及实时的RT linux等。


06、总结

嵌入式系统的持续集成离不开自动化测试和模拟仿真,自动化测试可以加强代码的可靠性,提升效率和提高系统的稳定性。

仿真可以模拟出现实中难以引发的复杂场景,还可以仿真现实场景中发生的异常情况进行调试。在实验室中使用硬件测试可能会受到硬件资源局限性的限制,但只要将真实环境、物理仿真环境与基于软件的仿真相结合,便能构建丰富的测试环境,获得与测试真实电子部件同样的结果,将硬件和软件结合的最终验证测试是必不可少的。

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