Wie kann ich den Arduino-Code testen?

Nicht Laufen Unit-Tests auf dem Arduino-Gerät oder Emulator

Der Fall gegen mikrocontroller-Gerät/Emulator/Sim-basierte tests

Den Zweck von unit-Tests ist die Prüfung der Qualität Ihrer eigenen code. Unit-tests sollten nie testen der Funktionalität von Faktoren außerhalb Ihrer Kontrolle.

Denken Sie es so: Selbst wenn du an test-Funktionalität des Arduino-Bibliothek, die mikrocontroller-hardware oder einen emulator, es ist absolut unmöglich für solche test-Ergebnisse zu sagen, nichts über die Qualität Ihrer eigenen Arbeit. Es ist daher absolut keinen Wert im schreiben von unit-tests, die auf dem Gerät ausgeführt werden (oder emulator).

Unabhängig davon, ob Sie erwägen, die Durchführung von tests auf dem Gerät oder einem emulator, du bist immer noch machen Sie sich wiederholen Brutal langsamen Prozess der:

1. Optimieren Sie Ihren code
2. Kompilieren und hochladen auf den Arduino-Gerät
3. Verhalten beobachten und Vermutungen darüber, ob oder nicht es funktioniert.
4. Wiederholen

Schritt 3 ist besonders böse, wenn Sie erwarten, um Diagnose-Nachrichten über einen seriellen Anschluss, aber dein Projekt selbst muss mit Ihrem Arduino ist nur der hardware-serial-port. Wenn Sie denken, dass die SoftwareSerial-Bibliothek, die helfen könnten, sollten Sie wissen, dass Sie wahrscheinlich stören die Funktionalität, die erfordert genaues timing, wie die Erzeugung anderer Signale zur gleichen Zeit. Dieses problem ist mir schon passiert.

Wieder, wenn Sie testen Sie Ihre Skizze mit Hilfe eines emulators und Ihre Zeit-kritische Routinen lief perfekt, bis Sie hochgeladen, um die eigentliche Arduino, dann ist die einzige Lektion, die Sie gehen zu lernen, ist, dass der emulator fehlerhaft ist--und dieses wissen immer noch zeigt nichts über die Qualität Ihrer eigenen Arbeit!

Wenn es dumm um zu testen, auf dem Gerät oder emulator, was sollte ich tun?

Wahrscheinlich verwenden Sie einen computer, um arbeiten auf Ihre Arduino-Projekt. Dieser computer ist buchstäblich Tausende mal schneller als die mikrocontroller. Schreiben Sie die tests, bauen und auf Ihrem computer ausführen.

Denken Sie daran, das Verhalten des Arduino-Bibliothek und mikrocontroller sollte davon ausgegangen, dass Sie entweder korrigieren oder zumindest konsequent falsche.

Wenn Ihr tests output produzieren im Gegensatz zu Ihren Erwartungen, dann haben Sie wahrscheinlich ein Fehler in Ihrem code, der getestet wurde. Wenn Sie Ihre test-Ausgabe Ihren Vorstellungen entspricht, aber das Programm verhält sich nicht korrekt, wenn Sie Sie hochladen, um den Arduino an, dann wissen Sie, dass die tests basierten auf falschen Annahmen und Sie haben wahrscheinlich eine fehlerhafte testen. In jedem Fall, Sie erhalten Einblicke darüber, was Ihre nächsten code-änderungen sollte.

Wie zum Erstellen und Ausführen von Tests auf Ihrem PC

Das erste, was Sie tun müssen, ist identifizieren Sie Ihre Prüfung Ziele. Überlegen Sie, was Teile der Ihren eigenen code Sie testen möchten, und dann stellen Sie sicher, konstruieren Sie Ihr Programm in der Weise, dass Sie können isolieren einzelne Teile für die Prüfung.

Wenn die Teile, die Sie testen möchten, rufen Sie eine Arduino-Funktionen, die Sie benötigen, um mock-up-Ersatz in Ihrem test-Programm. Das ist viel weniger Arbeit, als es scheint. Ihre mock-ups nicht wirklich etwas zu tun, sondern die Bereitstellung von vorhersehbaren input und output für Ihre tests.

Alle Ihre eigenen Codes, die Sie beabsichtigen, zu testen, muss es in source-Dateien, die anderen als der .pde-sketch. Keine Sorge, Ihre Skizze wird noch kompilieren auch mit einigen source-Codes außerhalb der Skizze. Wenn Sie wirklich runter, es, wenig mehr als Ihr Programm normal entry point definiert werden sollte, in der sketch-Datei.

Alles, was bleibt, ist das schreiben der tatsächlichen Prüfungen und dann kompilieren Sie es mit Ihrem Lieblings-C++ - compiler! Dies ist wahrscheinlich am besten mit einer realen Welt-Beispiel.

Ein Beispiel aus der Praxis

Eines meiner Lieblingsprojekte gefunden hier hat einige einfache tests, die auf dem PC laufen. Für diese Antwort Unterwerfung, ich werde einfach gehen, wie ich verspottet-einige Arduino-library-Funktionen und die tests, die ich schrieb, um zu testen, diese mock-ups. Dies steht nicht im Widerspruch zu dem, was ich sagte, bevor über nicht testen anderer Leute code, weil ich war derjenige, der schrieb, die mock-ups. Ich wollte absolut sicher sein, dass meine mock-ups waren korrekt.

Quelle mock_arduino.cpp, die code enthält, dupliziert einige support-Funktionen der Arduino-Bibliothek:

#include <sys/timeb.h>
#include "mock_arduino.h"

timeb t_start;
unsigned long millis() {
  timeb t_now;
  ftime(&t_now);
  return (t_now.time  - t_start.time) * 1000 + (t_now.millitm - t_start.millitm);
}

void delay( unsigned long ms ) {
  unsigned long start = millis();
  while(millis() - start < ms){}
}

void initialize_mock_arduino() {
  ftime(&t_start);
}

Verwende ich die folgenden mock-up, um eine lesbare Ausgabe, wenn mein code schreibt binäre Daten an den seriellen hardware-Gerät.

fake_serial.h

#include <iostream>

class FakeSerial {
public:
  void begin(unsigned long);
  void end();
  size_t write(const unsigned char*, size_t);
};

extern FakeSerial Serial;

fake_serial.cpp

#include <cstring>
#include <iostream>
#include <iomanip>

#include "fake_serial.h"

void FakeSerial::begin(unsigned long speed) {
  return;
}

void FakeSerial::end() {
  return;
}

size_t FakeSerial::write( const unsigned char buf[], size_t size ) {
  using namespace std;
  ios_base::fmtflags oldFlags = cout.flags();
  streamsize oldPrec = cout.precision();
  char oldFill = cout.fill();

  cout << "Serial::write: ";
  cout << internal << setfill('0');

  for( unsigned int i = 0; i < size; i++ ){
    cout << setw(2) << hex << (unsigned int)buf[i] << " ";
  }
  cout << endl;

  cout.flags(oldFlags);
  cout.precision(oldPrec);
  cout.fill(oldFill);

  return size;
}

FakeSerial Serial;

und schließlich die eigentlichen test-Programm:

#include "mock_arduino.h"

using namespace std;

void millis_test() {
  unsigned long start = millis();
  cout << "millis() test start: " << start << endl;
  while( millis() - start < 10000 ) {
    cout << millis() << endl;
    sleep(1);
  }
  unsigned long end = millis();
  cout << "End of test - duration: " << end - start << "ms" << endl;
}

void delay_test() {
  unsigned long start = millis();
  cout << "delay() test start: " << start << endl;
  while( millis() - start < 10000 ) {
    cout << millis() << endl;
    delay(250);
  }
  unsigned long end = millis();
  cout << "End of test - duration: " << end - start << "ms" << endl;
}

void run_tests() {
  millis_test();
  delay_test();
}

int main(int argc, char **argv){
  initialize_mock_arduino();
  run_tests();
}

Dieser Beitrag ist lang genug, so entnehmen Sie bitte mein Projekt auf GitHub zu sehen, einige weitere Testfälle in Aktion. Ich halte meine works-in-progress, der in den Zweigen andere als die Meister, so überprüfen jene Zweige, die für zusätzliche tests, auch.

Wählte ich Schreibe meine eigenen leichten test-Routinen, sondern mehr robuste unit-test-frameworks wie CppUnit sind auch verfügbar.

InformationsquelleAutor der Antwort Iron Savior

Habe ich sehr viel Erfolg-unit-Tests mein PIC-code, der durch die Abstraktion aus den Zugriff auf die hardware und lustig in meinen tests.

Ich zum Beispiel abstrakte PORTA mit

#define SetPortA(v) {PORTA = v;}

Dann SetPortA können leicht spotten, ohne Zugabe von overhead-code in den PIC-version.

Einmal die hardware-Abstraktion wurde getestet, während ich schnell feststellen, dass allgemein code geht aus dem test-rig, um den PIC und die Werke der ersten Zeit.

Update:

Ich benutze eine #include-Naht für die Einheit code, #, einschließlich der unit-code in ein C++ - file für die test-rig und C-Datei für das Ziel-code.

Als ein Beispiel möchte ich multiplex-vier 7-segment-displays, einem Hafen fahren, der Segmente und einen zweiten auswählen der Anzeige. Der display-code-Schnittstellen, die mit den displays über SetSegmentData(char) und SetDisplay(char). Ich kann spotten diese in meinem C++ - Prüfstand und schauen, dass ich die Daten, die ich erwarte. Für das Ziel-ich verwende #define so, dass ich eine direkte Zuordnung ohne den overhead eines Funktionsaufrufs

#define SetSegmentData(x) {PORTA = x;}

InformationsquelleAutor der Antwort David Sykes

simavr ist ein AVR simulator Verwendung von avr-gcc.

Unterstützt es bereits ein paar ATTiny und ATMega-mikrocontroller, und - so der Autor - es ist einfach zu fügen Sie einige mehr.

In den Beispielen liegt simduino, ein Arduino-emulator. Es unterstützt das starten der Arduino-bootloader und kann programmiert werden mit avrdude durch Schockiert (eine modifizierte Netcat).

InformationsquelleAutor der Antwort Gonzo

Ich kenne keine Plattform, die Sie testen können Arduino-code.

Gibt es allerdings die Fritzing Plattform, die Sie verwenden können, um ein Modell der hardware-und später der export PCB-Schaltpläne und so Zeug.

Lohnt.

InformationsquelleAutor der Antwort Yuval Adam

Dieses Programm ermöglicht das automatisierte ausführen von mehreren Arduino-unit-tests. Der Prüfablauf wird gestartet auf dem PC, aber die tests, die auf das eigentliche Arduino-hardware. Eine Reihe von unit-tests ist in der Regel verwendet, um zu testen, eine Arduino-Bibliothek.
(diese

Arduino-Forum: http://arduino.cc/forum/index.php?topic=140027.0

GitHub Projekt Seite: http://jeroendoggen.github.com/Arduino-TestSuite

Seite im Python Package Index: http://pypi.python.org/pypi/arduino_testsuite

Die unit-tests geschrieben werden, die mit der "Arduino-Unit-Test-Bibliothek": http://code.google.com/p/arduinounit

Werden die folgenden Schritte durchgeführt für jede Gruppe von unit-tests:

• Die config-Datei gelesen, um herauszufinden, welche tests ausgeführt werden
• Das Skript kompiliert und lädt ein Arduino-sketch, enthält die unit-Test-code.
• Die unit-tests laufen auf dem Arduino-board.
• Die Ergebnisse des Tests gedruckt werden, die über den seriellen port und analysiert die durch das Python-Skript.
• Das Skript startet den nächsten test, wiederholen Sie die obigen Schritte für alle zu testen, werden gebeten, in der Konfigurationsdatei.
• Das Skript druckt eine Zusammenfassung mit einer übersicht über alle Fehler/Prüfungen bestanden in der vollständigen testsuite.

InformationsquelleAutor der Antwort jeroendoggen

Halten Sie die hardware-spezifischen code, getrennt oder abstrahiert von der rest-so können Sie testen und Debuggen, der größere "rest" auf jeder Plattform, für die Sie über gutes Werkzeug, mit dem Sie vertraut sind, die meisten.

Grundsätzlich versuchen, zu bauen, wie viel von den endgültigen code von wie vielen bekannt-an-die-Arbeit-Bausteine wie möglich. Die restliche hardware-spezifische Arbeit wird dann viel einfacher und schneller. Sie kann es beenden, indem Sie vorhandene Emulatoren und/oder emuliert Geräte auf Ihrem eigenen. Und dann, natürlich, werden Sie brauchen, um zu testen, die Reale Sache irgendwie. Je nach den Umständen, die möglicherweise oder möglicherweise nicht sehr gut automatisierbar (also wer oder was wird auf die Knöpfe drücken und andere Eingänge? wer oder was wird beobachten und interpretieren, die verschiedenen Indikatoren und Ausgänge?).

InformationsquelleAutor der Antwort Alexey Frunze

Gibt es ein Projekt namens ncoredie native core für den Arduino. Und ermöglicht Ihnen das schreiben von tests für den Arduino-code.

Aus der Beschreibung des Projekts

Den systemeigenen core ermöglicht das kompilieren und ausführen von Arduino sketches auf dem
PC, in der Regel ohne änderung. Es bietet native Versionen
standard-Arduino-Funktionen, und ein command-line interepreter zu geben
Eingänge, um Ihre Skizze, die normalerweise von der hardware kommen
selbst.

Auch auf die "was muss ich tun, um es zu verwenden" Abschnitt

Wenn Sie wollen, bauen die tests, müssen Sie von cxxtest
http://cxxtest.tigris.org. NCORE wurde getestet, cxxtest 3.10.1.

InformationsquelleAutor der Antwort Sudar

Ich bin erfreut bekannt zu geben (was zu sein scheint) mit der ersten stabilen Version von ein ruby-gem mit dem Namen arduino_cidass ich für diesen Zweck gebaut. Obwohl es sich um eine Testphase Arduino-Bibliotheken (und nicht standalone-Skizzen), die es ermöglicht unit-tests ausgeführt werden, die auf Travis CI.

Vorausgesetzt, Sie haben Ruby und rubygems installiert, das hinzufügen dieses CI zu einer Bibliothek ist unkompliziert. Stellen wir uns eine sehr einfache library in den Arduino Library Verzeichnis, genannt DoSomething. Es enthält eine header-Datei, und diese Implementierung:

#include <Arduino.h>
#include "do-something.h"

int doSomething(void) {
  return 4;
};

Lassen Sie uns testen Sie es mit arduino_ci. Zuerst müssen Sie einen Gemfile im Basis-Verzeichnis der Bibliothek mit dem folgenden Inhalt:

source 'https://rubygems.org'
gem 'arduino_ci', '~> 0.1.7'

Nächsten, laufen bundle install.

Als Nächstes erstellen Sie ein Verzeichnis namens test/. (Jeder .cpp Datei, die Sie Ort hier wird als separates test-suite). Erstellen wir einen test für jetzt, in test/is_four.cpp:

#include <ArduinoUnitTests.h>
#include "../do-something.h"

unittest(library_does_something)
{
  assertEqual(4, doSomething());
}

unittest_main()  //this is a macro for main().  just go with it.

Das ist alles. Wenn das assertEqual syntax und Teststruktur vertraut aussieht, ist es, weil ich nahm einige Matthew Murdoch ArduinoUnit Bibliothek
dass er nach seine Antwort.

Jetzt sind Sie bereit zu laufen bundle exec arduino_ci_remote.rbder ausgeführt wird, die tests. Es geben könnte die Ausgabe so etwas wie dieses:

$ bundle exec arduino_ci_remote.rb
Installing library under test...                                               ✓
Library installed at /Users/XXXXX/Documents/Arduino/libraries/DoSomething...   ✓
Checking GCC version...
    Using built-in specs.
    COLLECT_GCC=g++-4.9
    COLLECT_LTO_WRAPPER=/usr/local/Cellar/[email protected]/4.9.4_1/libexec/gcc/x86_64-apple-darwin16.    7.0/4.9.4/lto-wrapper
    Target: x86_64-apple-darwin16.7.0
    Configured with: ../configure --build=x86_64-apple-darwin16.7.0     --prefix=/usr/local/Cellar/[email protected]/4.9.4_1     --libdir=/usr/local/Cellar/[email protected]/4.9.4_1/lib/gcc/4.9 --enable-languages=c,c++,objc,    obj-c++,fortran --program-suffix=-4.9 --with-system-zlib --enable-libstdcxx-time=yes     --enable-stage1-checking --enable-checking=release --enable-lto --enable-plugin     --with-build-config=bootstrap-debug --disable-werror --with-pkgversion='Homebrew GCC     4.9.4_1' --with-bugurl=https://github.com/Homebrew/homebrew-core/issues     MAKEINFO=missing --disable-nls --enable-multilib
    Thread model: posix
    gcc version 4.9.4 (Homebrew GCC 4.9.4_1)
...Checking GCC version                                                        ✓
Installing board package arduino:sam...                                        ✓
Unit testing is_four.cpp...

TAP version 13
1..1
# Subtest: library_does_something
    ok 1 - assertEqual 4 == doSomething()
    1..1
ok 1 - library_does_something
...Unit testing is_four.cpp                                                    ✓
Failures: 0

Läuft der gleiche code als Teil ein CI-job, der auf Travis CI (z.B. so, dass Sie auslösen können es von GitHub pull-Anforderungen) ist einfach wie gut. Nur fügen Sie diese an Ihre .travis.yml Datei:

language: ruby
script:
   - bundle install
   - bundle exec arduino_ci_remote.rb

Natürlich, es ist weit mehr Leistung und Flexibilität, um dieses CI-Bibliothek als ich bin immer hier. Hier sind einige andere Beispiele:

• Die DoSomething Beispiel Bibliothek oben gezeigt, verwendet, um zu testen arduino_ci sich
• Ein praktisches Beispiel, testen einer Queue-Implementierung
• Ein Komplexes Beispiel zur Simulation einer Bibliothek steuert ein interaktives Gerät über einen SoftwareSerial Verbindung als Teil der Adafruit FONA-Bibliothek

InformationsquelleAutor der Antwort Ian

Verwenden Proteus VSM mit einem Arduino-library, um den code Debuggen oder zu testen.

Ist es die beste Praxis zu bekommen, bevor Sie Ihren code an Bord hat, aber sicher sein, mit timings, da die simulation nicht in Echtzeit, wie Sie laufen auf dem board.

InformationsquelleAutor der Antwort sathish