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組込み向けテスト実行フレームワーク のご紹介

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December 11, 2021

組込み向けテスト実行フレームワーク のご紹介

STAC2021資料

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misawa-san

December 11, 2021
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  1. 組込みCI研究WG presents 「組込み向けテスト実行フレームワーク のご紹介」 組込みCI研究WG 見澤 広志 1 © 2021

    組込みCI研究WG All rights reserved 2021/12/11
  2. 2 ・見澤 広志 ・大阪府の出身。 ・半導体部品メーカを経て、 今は自動車関連会社で ソフト開発に従事。 ・JaSST Tokai実行委員 ・組込みCI研究WG

    ・最近の興味 AWS、Docker、CI ・趣味 子どもに動くおもちゃ作り リングフィットアドベンチャー(Lv 330) © 2021 組込みCI研究WG All rights reserved 2021/12/11 自己紹介
  3. 3 © 2021 組込みCI研究WG All rights reserved 2021/12/11 課題1 ハードと統合した状態でテストが必要。

    コーディング Sys要件定義 SW要件定義 SWアーキテクチャ設計 SW詳細設計 Sysアーキテクチャ設計 SW単体テスト SW結合テスト SW総合テスト Sys結合テスト Sys総合テスト 組込み製品のテストの課題 ②ソフトウェアのみ ①ハードと統合 1 1 課題2 ソフトウェアの機能確認を先行して不具合を潰しこみたいが、 汎用ツールが揃っていない。
  4. 4 © 2021 組込みCI研究WG All rights reserved 2021/12/11 課題3 ソフトウェアだけのテスト環境を作ったとしても、

    入出力が異なる為、テストケースを再利用しずらい。 組込みのテスト前倒しの課題 テスト対象 テスト環境 (SILS) センサ アクチュエータ マイコン Software テスト環境 (HILS) テスト対象 (ハードと統合) センサ アクチュエータ テスト対象 (ソフトウェアのみ) テスト環境 (PILS/S-PILS) センサ アクチュエータ 実物 模擬 【凡例】 テスト環境② テスト環境① テスト環境② 入出力=ハードの入出力 (ピン1=2.5Vなど) 入出力=ソフトの入出力 (変数1=250など) 入出力=ソフトの入出力 (変数1=250など)
  5. 課題と対策 2021/12/11 © 2021 組込みCI研究WG All rights reserved 5 《課題》

    ・ ハードと統合した状態でテストが必要。 ・ ソフトウェアの機能確認を先行して不具合を潰しこみたいが、汎用ツールが揃っていない。 ・ テスト環境毎に入出力が異なる為、テストケースを再利用しずらい。 《対策》 ・ SILS環境をオープンソースを活用して作成する。 ・ シナリオレベルのテストケースをテスト環境で共通化する。 ・ テスト環境の違いは実装側(ライブラリ)で吸収する。
  6. 外部照明システム 外部照明システム 2021/12/11 © 2021 組込みCI研究WG All rights reserved 6

    環境光 ENGIN START イグニッション 状態 ECU A ECU B 電圧 テスト対象 ①夜間、駐車灯ON状態 ②エンジンON ③駐車灯から通過灯に切り替わること 《テストのシナリオ》 フォトセンサ 光 駐車灯 通過灯 光 光 通信 (I2C) 2 人
  7. 外部照明システム 7 2021/12/11 7 © 2021 組込みCI研究WG All rights reserved

    外部照明 ECU 外部照明システムのテスト環境(HIL) © 2021 組込みCI研究WG All rights reserved フロントスポット ライトECU 通信(I2C) フォトセンサ 実物 実物 実物 模擬 環境光 イグニッション状態 模擬 駐車灯 実物 通過灯 実物 フォトセンサ フォトセンサ 光 電圧 光 光 電圧 電圧 PWM PWM 模擬(人) 模擬(人) 実物 光 ロボットフレームワーク HIL装置 テストケース(シナリオ) ライブラリ(HILS用)
  8. 1 1 外部照明システム 2021/12/11 8 外部照明ECU 外部照明システムのテスト環境(SIL) © 2021 組込みCI研究WG

    All rights reserved フロントスポットライトECU ROSの TCP/IP フォトセンサ 模擬 環境光 イグニッション状態 模擬 駐車灯 通過灯 フォトセンサ フォトセンサ 数値 (光) 数値 (電圧) 数値 (光) 電圧 (数値) 模擬(人) 模擬(人) ライブラリ ライブ ラリ 模擬 ライブ ラリ 模擬 スタブ ソフト 実物 模擬 スタブ 模擬 模擬 スタブ 実物 模擬 スタブ ライブ ラリ ライブ ラリ 模擬 模擬 数値 (光) ライブ ラリ ライブ ラリ 電圧 (数値) ソフト PWM(数値) docker on Amazon Web Service ラッパーコード ラッパーコード ロボットフレームワーク テストケース(シナリオ) ライブラリ(SILS用) PWM(数値) SIL装置
  9. ラッパーコードの補足 2021/12/11 © 2021 組込みCI研究WG All rights reserved 9 テスト対象

    ラッパーコード ラッパーコード
  10. ラッパーコードの補足 ~続き~ 2021/12/11 © 2021 組込みCI研究WG All rights reserved 10

    ECU実行制御サーバ Flask (Webサーバ) Python SILS用 テストケース (python) ECU実行制御サーバ Flask (Webサーバ) Python 外部照明 ECUソフト (C言語) フロント スポットライ トECUソフト (C言語) SharedMemory SharedMemory ラッパーコード ラッパーコード
  11. デモ(HILS環境) 2021/12/11 © 2021 組込みCI研究WG All rights reserved 11 https://www.youtube.com/channel/UCMS_fCjRiB2XjakCR5fGLGQ

  12. デモ(SILS環境) 2021/12/11 © 2021 組込みCI研究WG All rights reserved 12 https://www.youtube.com/channel/UCMS_fCjRiB2XjakCR5fGLGQ

  13. 本ツールのメリット、デメリット 《メリット》 ・ ソースコードがあれば、早期にテストを始めることができる。 (品質) ・ 機能的な不具合を実機が無くても、潰すことができる。 (品質) ・ ソフトウェアの為、テスト環境を増やすことができる。

    (品質) ・ シナリオレベルでテストケースを再利用することができる。 (費用) ・ オープンソースを使用している為、安価に作成できる。 (費用) 《デメリット》 ・ IT系のツールを駆使する為、組込み系の人材には敷居が高い。 ・ ライブラリのメンテナンスするのが難しい。 ・ リアルタイム性能の検証に使用できない。 2021/12/11 © 2021 組込みCI研究WG All rights reserved 13
  14. テスト実行結果レポート(SIL環境) 2021/12/11 © 2021 組込みCI研究WG All rights reserved 14 テストケース(HIL、SIL共通)

  15. 2021/12/11 © 2021 組込みCI研究WG All rights reserved 15 テストケース 異常系処理の為、

    実行されなかった。 テスト実行結果レポート(SIL環境)
  16. 入手方法 SILS/HILS環境で共通テストケースを使用できるか検証するため、 下記のテスト実行フレームワークを作成しました。 下記URLから、デモで使用したテストケース付きの、環境一式が入手できます。 「組込み向けテスト実行フレームワーク」 https://github.com/misawa-san/ExteriorLightSystem 2021/12/11 © 2021 組込みCI研究WG

    All rights reserved 16
  17. 実行方法(SIL環境) docker環境で動作させてください。 ▪操作手順 ①git clone https://github.com/misawa-san/ExteriorLightSystem.git ②cd ExteriorLightSystem ③sudo chmod

    -R 777 . ④docker-compose -f docker-compose.yml up -d --build ⑤docker-compose -f docker-compose.yml up -d --build 2021/12/11 © 2021 組込みCI研究WG All rights reserved 17
  18. 参考 2021/12/11 © 2021 組込みCI研究WG All rights reserved 18 SILS環境の場合

    HILS環境の場合 キーワードを並べて テストケースを作る (キーワード駆動 スクリプティング) 実装テクニックにより、 SILS環境とHILS環境のどちらも、 同じテストケースを使用する。 テストケース
  19. 組込みCI研究WG参加者募集 2021/12/11 © 2021 組込みCI研究WG All rights reserved 19 組込みCI研究WGでは、継続的インテグレーション、継続的テスト

    継続的デプロイなどの研究を実施しております。 もし、興味がありましたら、ご参加ください。 遠隔地からはオンラインでの参加もOKです。 月1度、主に日曜日の13:30~17:00で実施しております。 最近ではオンラインが主体となってきています。 以下のメールアドレスまで連絡をお願いします。 aster-embci@qualab.jp
  20. ご清聴ありがとうございました 20 © 2021 組込みCI研究WG All rights reserved 2021/12/11