嵌入式系统由于具有多种输入和输出接口，涉及到各种复杂时序，测试难度比较大，一般的测试工具很难对嵌入式系统进行自动化测试，很多项目在集成阶段才对嵌入式系统进行手工测试，难以发现嵌入式系统底层的一些问题。本文分享一种对嵌入式系统的控制板进行全面自动化测试的方案。
本文介绍的方案由宏控UTP协同自动化测试系统（简称UTP系统）实现，UTP系统支持在产品研发过程中对嵌入式控制板进行全面的仿真和自动化测试，通过各种可配置的自动化测试模块同控制板的各种接口进行实时交互，实现对控制板的数据通信、传感器仿真、信号检测、显示识别、人机交互等全面的协同自动化测试，支持异常注入，能够对被测控制板的各种异常和正常的场景进行全覆盖测试。
控制板自动化测试方案介绍
下面以一个实际的例子介绍如何对嵌入式控制板进行自动化测试。
示例中的控制板通过多种通信接口（如CAN, SPI,UART等）同其他模块进行数据通信，通过IO口输出PWM电机控制信号，通过 AD口采集传感器温度，通过DA口输出电压控制信号，如下图所示。
对上面示例控制板的自动化测试，需要能够对控制板的各种输入和输出进行全面把控，并按照预定的时序进行控制。，宏控UTP协同自动化测试系统支持各种自定义时序（测试用例），支持对各个输入接口创造出各种输入组合，支持检查在不同的输入情况下各个输出接口的输出信息，能够对该示例控制板进行全面充分的自动化黑盒测试。
自动化测试方案之组成结构
UTP系统由通用的自动化测试平台和各种类型的测试机器人模块组成，用户通过浏览器登录到UTP协同自动化测试平台进行用例编写和测试执行，测试执行时测试机器人模块在平台的协同调度下分别同控制板的各种接口进行交互，实现对被测控制板的全面自动化测试。
UTP系统对示例控制板的自动化测试方案的组成如下图：
方案中各个测试机器人模块的作用如下：
CAN通信测试机器人–用于仿真CAN节点模块（模块1），在UTP平台协同调度下同被测控制板进行CAN数据通信，支持各种功能的仿真测试。
SPI通信测试机器人–用于仿真SPI节点模块（模块2），在UTP平台协同调度下同被测控制板进行SPI数据通信，支持各种功能的仿真测试。
串口通信测试机器人–在UTP平台协同调度下同被测控制板通过UART口进行串口数据通信。
PWM信号测试机器人–在UTP平台协同调度下自动检查控制板输出的PWM信号的各种指标（频率、计数、占空比等）。
模拟信号输入测试机器人–在UTP平台协同调度下自动向控制板输入模拟信号，支持各种功能的仿真（如仿真温度传感器）。
模拟信号测试机器人–在UTP平台协同调度下自动检查控制板输出的模拟信号（电压、电流）。
自动化测试方案之用例编写
测试人员通过浏览器登录UTP系统， 根据被测控制板的实际业务时序逻辑使用积木式编程的方式编写协同自动化测试用例，测试用例执行时自动调度测试机器人执行，完成相关功能的测试。
下图是UTP系统的用例编写界面：
所编写的积木块逻辑支持自动生成测试用例的步骤，如下图：
UTP系统支持组织任意多个这样的测试用例：
自动化测试方案之测试执行
UTP平台支持单个用例的调试，支持批量用例的连续执行，支持测试结果的自动判定，支持测试报表的导出。
UTP支持创建测试集包含多个用例，这些用例将被连续执行并正式记录结果，用于自动化回归测试。
UTP系统支持在执行过程中自动判定测试结果，如果某个步骤执行失败，则会具体给出失败的原因。
自动化测试方案之不同配置
配置无线通信测试功能
除了上面示例的接口外，一些控制板使用无线通信模块进行数据通信，UTP系统支持无线通信仿真测试（如仿真信号差，数据传输不完整等），支持多种无线通信（如4G/5G、Wifi、蓝牙、LoRa/NB-IOT, GPS/北斗等），帮助客户尽早发现产品中各种通信不稳定的问题。
配置人机交互测试功能
还有的控制板具有人机交互接口，如显示屏和按键， UTP系统支持自动进行人机交互，自动操作按键，自动分析和检查屏幕显示，实现完全自动化测试。
UTP协同自动化测试工具试用
控制板自动化测试试用板（软件+硬件）
提供50套控制板自动化测试试用版本（包括软件和硬件），供免费试用，先到先得。支持数据通信，传感器仿真，信号检测，无线通信仿真等功能(支持I2C, SPI, CAN,UART, IO, PWM, DA AD,4G,WiFi)，需要试用请加下面微信，备注“控制板自动化测试环境”。
更多自动化测试工具的介绍
更多自动化测试工具（如串口通信测试，CAN通信测试，界面自动化测试等）的介绍，可登录UTP系统公有云 查看、下载和试用（在电脑上登录）。
审核编辑：汤梓红
