嵌入式系統(tǒng)一般是產(chǎn)品的核心單元， 嵌入式系統(tǒng)是否可靠決定了整個(gè)產(chǎn)品的質(zhì)量好壞，如果能在產(chǎn)品的早期階段對(duì)嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行充分和全面的測(cè)試，將會(huì)很大程度提高產(chǎn)品的可靠性， 減少產(chǎn)品發(fā)布后在實(shí)際運(yùn)營(yíng)過程中可能出現(xiàn)的各種棘手問題。

那么如何在產(chǎn)品的早期階段對(duì)嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行全面的測(cè)試呢？嵌入式系統(tǒng)往往跟外部各種模塊或系統(tǒng)進(jìn)行交互，這使得嵌入式系統(tǒng)的測(cè)試難度很大，很多項(xiàng)目在集成階段才對(duì)嵌入式系統(tǒng)的功能進(jìn)行測(cè)試，而集成測(cè)試主要是發(fā)現(xiàn)兩個(gè)或多個(gè)模塊配合工作過程中可能出現(xiàn)的問題，并不能發(fā)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)一些本身的深層次問題，使得這些問題在產(chǎn)品實(shí)際運(yùn)營(yíng)很長(zhǎng)時(shí)間后才暴漏出來，給企業(yè)造成了很大的損失。

今天給大家介紹一款支持在產(chǎn)品研發(fā)過程中對(duì)嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化測(cè)試的工具（宏控UTP協(xié)同自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)），宏控UTP協(xié)同自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)支持全面仿真能力，不需要等到集成階段就能對(duì)嵌入式系統(tǒng)做充分的測(cè)試，支持各種類型的異常注入，能夠模擬異常和正常的測(cè)試場(chǎng)景， 支持在盡可能早的階段發(fā)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)的各種問題。

本文現(xiàn)結(jié)合具體的例子中典型的測(cè)試場(chǎng)景，介紹宏控UTP協(xié)同自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)的功能。

嵌入式系統(tǒng)舉例

一般嵌入式系統(tǒng)有多種接口（如UART，CAN，Ethnet，Wifi，SPI，I2C）用作輸入和輸出，也可能帶有實(shí)體按鍵作為輸入和顯示屏作為輸出，如何對(duì)這樣的系統(tǒng)進(jìn)行全面的測(cè)試呢？

比如下面一個(gè)被測(cè)的嵌入式系統(tǒng):

該嵌入式系統(tǒng)的輸入輸出有：

串口：被測(cè)系統(tǒng)通過串口從其他模塊/系統(tǒng)接收指令，并根據(jù)指令執(zhí)行相關(guān)功能邏輯

信號(hào)（I）：被測(cè)系統(tǒng)接收其他模塊或系統(tǒng)輸入的外部信號(hào)

實(shí)體按鍵：用于用戶輸入控制操作

屏幕：用于顯示各種狀態(tài)和數(shù)據(jù)信息

信號(hào)(O):用于對(duì)外輸出信號(hào)給其他模塊或系統(tǒng)

網(wǎng)口：通過HTTP/TCP/UDP等協(xié)議同服務(wù)器通信

集成測(cè)試存在的問題

對(duì)該嵌入式系統(tǒng)的測(cè)試，常用的方法是將外部真實(shí)的模塊/系統(tǒng)都集成進(jìn)來一起進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試所集成的系統(tǒng)是否能正常工作，如下圖所示：

該示例被測(cè)系統(tǒng)在集成測(cè)試過程中典型測(cè)試用例的測(cè)試步驟為：

步驟一：通過外部模塊/系統(tǒng)（1） 向被測(cè)系統(tǒng)發(fā)送串口控制指令

步驟二：通過外部模塊/系統(tǒng)（2） 向被測(cè)系統(tǒng)發(fā)送信號(hào)

步驟三：點(diǎn)擊被測(cè)系統(tǒng)的按鍵

步驟四：通過被測(cè)系統(tǒng)的屏幕，檢查顯示的信息是否正確

步驟五：通過外部模塊/系統(tǒng)（3），檢查被測(cè)系統(tǒng)輸出的信號(hào)是否正確

步驟六：通過外部模塊/系統(tǒng)（4），檢查被測(cè)系統(tǒng)發(fā)出的數(shù)據(jù)（消息）是否正確

集成測(cè)試有如下困難和挑戰(zhàn)：

外部依賴：集成測(cè)試需要外部模塊都具備的情況下才能進(jìn)行，很多情況下不具備所依賴的外部模塊/系統(tǒng)，需要協(xié)調(diào)各方面資源，并且受各種條件影響比如跨部門協(xié)作，不同項(xiàng)目的周期，支持的人員，還可能受采購(gòu)的成本影響， 使得測(cè)試活動(dòng)推進(jìn)比較艱難。

測(cè)試不充分：集成測(cè)試中各模塊/系統(tǒng)是真實(shí)的模塊/系統(tǒng)，一些異常場(chǎng)景沒辦法在實(shí)際的環(huán)境中創(chuàng)造出來，往往系統(tǒng)功能跑通了即認(rèn)為測(cè)試通過了，而實(shí)際上仍然有很多潛在的問題沒有發(fā)現(xiàn)出來，為之后產(chǎn)品實(shí)際運(yùn)營(yíng)中出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)留下隱患。

宏控UTP系統(tǒng)仿真環(huán)境測(cè)試

（1）全仿真自動(dòng)化測(cè)試

宏控UTP協(xié)同自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)支持全面自動(dòng)化測(cè)試覆蓋，通過多種類型的測(cè)試機(jī)器人來為被測(cè)嵌入式系統(tǒng)提供全仿真環(huán)境，測(cè)試機(jī)器人在UTP平臺(tái)協(xié)同調(diào)度下自動(dòng)仿真外部模塊/系統(tǒng)或者模擬操作人員， 按照自定義的時(shí)序邏輯，來實(shí)現(xiàn)對(duì)該嵌入式系統(tǒng)的全面測(cè)試。

全仿真測(cè)試系統(tǒng)圖：如下圖所示，UTP協(xié)同測(cè)試平臺(tái)協(xié)同調(diào)度多個(gè)測(cè)試機(jī)器人對(duì)被測(cè)嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行全面仿真測(cè)試。

測(cè)試機(jī)器人的功能：UTP系統(tǒng)根據(jù)測(cè)試腳本的邏輯協(xié)同調(diào)度多個(gè)測(cè)試機(jī)器人（由軟件和硬件組成）來對(duì)各個(gè)輸入和輸出進(jìn)行測(cè)試和檢查，在上圖中，各測(cè)試機(jī)器人的功能為：

串口測(cè)試機(jī)器人：仿真外部模塊/系統(tǒng)，自動(dòng)通過串口同被測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行通信，自動(dòng)發(fā)送、接收和檢查串口數(shù)據(jù)。

信號(hào)仿真測(cè)試機(jī)器人：仿真外部模塊/系統(tǒng)，自動(dòng)產(chǎn)生測(cè)試所需要的各種輸入信號(hào)，對(duì)被測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行信號(hào)激勵(lì)。

按鍵操作測(cè)試機(jī)器人：模擬人工進(jìn)行按鍵操作，自動(dòng)對(duì)被測(cè)系統(tǒng)產(chǎn)生按鍵輸入。

顯示檢查測(cè)試機(jī)器人：模擬人工檢查界面顯示，自動(dòng)識(shí)別和檢測(cè)屏幕上顯示的各種信息。

信號(hào)檢測(cè)測(cè)試機(jī)器人：仿真外部模塊/系統(tǒng)，自動(dòng)檢測(cè)被測(cè)系統(tǒng)輸出的信號(hào)是否在規(guī)格范圍內(nèi)。

網(wǎng)絡(luò)測(cè)試機(jī)器人：仿真外部模塊/系統(tǒng)，自動(dòng)通過網(wǎng)口同被測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行通信，自動(dòng)發(fā)送、接收、回復(fù)和檢查通信的數(shù)據(jù)。

自動(dòng)化測(cè)試步驟：該示例被測(cè)系統(tǒng)在全仿真自動(dòng)測(cè)試過程中典型測(cè)試用例的測(cè)試步驟同集成測(cè)試中的手工測(cè)一樣，如下：

步驟一：UTP平臺(tái)自動(dòng)控制串口測(cè)試機(jī)器人向被測(cè)系統(tǒng)發(fā)送串口控制指令

步驟二：UTP平臺(tái)自動(dòng)控制信號(hào)仿真測(cè)試機(jī)器人向被測(cè)系統(tǒng)發(fā)送信號(hào)

步驟三：UTP平臺(tái)自動(dòng)控制按鍵操作測(cè)試機(jī)器人點(diǎn)擊被測(cè)系統(tǒng)的實(shí)體按鍵

步驟四：UTP平臺(tái)自動(dòng)控制顯示檢查測(cè)試機(jī)器人識(shí)別被測(cè)系統(tǒng)的屏幕，檢查顯示的信息是否正確

步驟五：UTP平臺(tái)自動(dòng)控制信號(hào)檢測(cè)測(cè)試機(jī)器人，檢查被測(cè)系統(tǒng)輸出的信號(hào)是否正確

步驟六：UTP平臺(tái)自動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò)通信測(cè)試機(jī)器人，檢查被測(cè)系統(tǒng)發(fā)出的數(shù)據(jù)（消息）是否正確

積木式腳本設(shè)計(jì)：測(cè)試人員在瀏覽器客戶端通過搭積木的方式進(jìn)行測(cè)試邏輯的設(shè)計(jì)， 如下圖：

UTP系統(tǒng)仿真測(cè)試具有如下優(yōu)勢(shì)：

仿真環(huán)境測(cè)試，支持異常注入，可以覆蓋各種測(cè)試場(chǎng)景，在最早階段發(fā)現(xiàn)被測(cè)系統(tǒng)可能存在的問題

不依賴外部模塊/系統(tǒng)，可以根據(jù)團(tuán)隊(duì)需求隨時(shí)開展測(cè)試工作

提供圖形化方式支持用戶自定義仿真和時(shí)序邏輯進(jìn)行測(cè)試，可以覆蓋各種業(yè)務(wù)邏輯

支持用戶根據(jù)被測(cè)系統(tǒng)實(shí)際特點(diǎn)靈活搭建測(cè)試環(huán)境

極大程度提高測(cè)試效率，便于回歸測(cè)試

（2）部分仿真自動(dòng)化測(cè)試

在實(shí)際測(cè)試中有時(shí)候可能需要對(duì)某一部分功能進(jìn)行全面的測(cè)試，比如某嵌入式系統(tǒng)在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)通信過程中經(jīng)常出現(xiàn)不規(guī)律的問題，這時(shí)候可能需要重點(diǎn)對(duì)通信功能進(jìn)行測(cè)試。宏控UTP協(xié)同自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)支持部分仿真測(cè)試，即一部分用真實(shí)的外部模塊/系統(tǒng)，另一部分用測(cè)試機(jī)器人來仿真， 如下圖所示。

上圖中串口、信號(hào)（I）、信號(hào)（O）的接口分別連接真實(shí)的外部模塊/系統(tǒng)， 重點(diǎn)需要測(cè)試的網(wǎng)絡(luò)通信功能通過仿真測(cè)試機(jī)器人來測(cè)試， 同時(shí)按鍵通過按鍵操作測(cè)試機(jī)器人來自動(dòng)操作， 屏幕顯示通過顯示檢查測(cè)試機(jī)器人來自動(dòng)檢查。

（3）UTP協(xié)調(diào)測(cè)試系統(tǒng)支持仿真的類型

宏控UTP協(xié)同自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)支持多種仿真能力，包括：

接口總線通信節(jié)點(diǎn)仿真

支持各種接口通信的仿真，如RS232/422/485, CAN, Ethernet, I2C, SPI, SRIO,FC光纖等，支持仿真通信節(jié)點(diǎn)的各種異常和正常場(chǎng)景

網(wǎng)絡(luò)通信鏈路的仿真

支持整個(gè)無(wú)線通信鏈路(通信模塊、基站、網(wǎng)絡(luò)等）的仿真，仿真鏈路中各種異常情況

支持網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的仿真，仿真服務(wù)端的各種異常情況

云端服務(wù)器的仿真

支持對(duì)云端的各種行為進(jìn)行仿真，用于測(cè)試物聯(lián)網(wǎng)終端同云端的各種業(yè)務(wù)邏輯

信號(hào)仿真

支持多種規(guī)格信號(hào)的仿真，通過動(dòng)態(tài)地對(duì)被測(cè)對(duì)象進(jìn)行信號(hào)激勵(lì)，仿真各種外部輸入信號(hào)。

更多類型的自動(dòng)化測(cè)試

宏控UTP系統(tǒng)除了支持上述介紹的嵌入式測(cè)試外，還支持各種測(cè)試，如串口通信測(cè)試、UDP/TCP通信測(cè)試、GUI桌面軟件測(cè)試，性能測(cè)試，物聯(lián)網(wǎng)測(cè)試等。