Integração hardware-software:
testes para sistemas embebidos
Teste o que acontece onde o firmware encontra o hardware real.
O Midair mantém ligadas as ocorrências no código, o estado do dispositivo, as condições de teste e as evidências de execução. Assim, as falhas de integração hardware-software podem ser reproduzidas, investigadas e verificadas no seu contexto.
O código pode passar. O dispositivo pode falhar na mesma.
As falhas de integração hardware-software dependem muitas vezes de condições que estão fora do próprio código-fonte.
Um build de firmware pode funcionar num dispositivo e falhar noutro. A causa pode estar no estado do hardware, na temporização, na configuração, nas condições de rede ou na ordem de arranque dos componentes.
Quando se perde o ambiente exato de uma execução que falhou, reproduzir o problema passa a ser uma investigação à parte.
Comportamento dependente do hardware
O mesmo firmware pode comportar-se de outra forma noutro modelo de dispositivo, noutra revisão de hardware ou com outro estado dos periféricos.
Temporização e estado
Algumas falhas só aparecem durante o arranque, o reinício, a recuperação ou uma sequência específica de eventos.
Os ambientes de teste mudam
O estado do dispositivo, a configuração do host, a configuração da rede e outras condições podem variar entre execuções.
As evidências estão dispersas
As ocorrências no código, os resultados dos testes e os registos dos dispositivos ficam muitas vezes em ferramentas diferentes. Isso torna difícil reconstruir a falha original.
Toda a execução de integração num só contexto.
O Midair liga a análise, os testes e as evidências de execução em todo o fluxo de integração hardware-software.
Antes da execução
Analisar · Visao
Analise o código-fonte e as regras do projeto antes de o software chegar ao dispositivo alvo.
Durante a execução
Testar · TS Factory
Execute cenários de integração em dispositivos e hosts de teste e registe o ambiente usado em cada execução.
Com o sistema a correr
Observar · Delta
Recolha registos, eventos do sistema e dados de execução do software enquanto ele corre.
Tudo junto
Investigar · Midair
Reveja a execução que falhou junto com a versão do firmware, a configuração, o contexto do dispositivo e as evidências de execução.
Compare a falha original com execuções posteriores, depois de mudar o código ou a configuração.
O que os testes de integração hardware-software podem cobrir
A montagem exata depende do produto. Os testes de integração são especialmente úteis quando o comportamento do software depende do sistema físico à sua volta.
Firmware e interfaces do dispositivo
Verificar como o firmware se comporta ao comunicar com o hardware alvo.
Drivers e periféricos
Testar as interações com componentes de hardware, controladores e dispositivos externos.
Arranque, reinício e recuperação
Reproduzir falhas que dependem do estado inicial, da ordem de inicialização ou dos fluxos de recuperação.
Combinações de hardware e firmware
Comparar o comportamento entre builds de firmware, variantes de dispositivo e revisões de hardware.
Rede e protocolos
Testar sistemas em que o comportamento do dispositivo depende da comunicação com outro hardware, hosts ou serviços.
Cenários com vários dispositivos
Coordenar testes em que vários dispositivos ou máquinas participam no mesmo comportamento do sistema.
Testes hardware-in-the-loop
As montagens hardware-in-the-loop permitem testar o software contra o comportamento de hardware real ou simulado, antes de o sistema completo estar disponível.
Num fluxo de trabalho do Midair, os testes HIL podem ser tratados como qualquer outra execução de integração reproduzível. A versão do software, a montagem de teste, a configuração do dispositivo ou do simulador e as evidências de execução ficam ligadas ao resultado.
Isto é especialmente útil quando a falha depende da temporização, do estado do dispositivo ou de interações difíceis de reproduzir só com software.
Testes de dispositivos ligados e de integração do firmware
Além da bancada HIL, as falhas de integração aparecem em mais dois sítios: onde o firmware encontra o silício e onde um dispositivo depende de uma rede que não controla.
Integração do firmware com o hardware
Muitos defeitos tardios e caros começam aqui: a ordem de inicialização dos drivers, a latência das interrupções, a contenção de DMA e de memória, os estados de energia e os caminhos de despertar. Uma temporização que funciona na placa de desenvolvimento pode falhar no silício de produção. Para testes da própria imagem de firmware, veja os testes de firmware.
Testes de dispositivos ligados
Há comportamentos que só existem quando o dispositivo faz parte de um sistema maior: o aprovisionamento, o tratamento de protocolos, a religação após perda de sinal, as atualizações over-the-air e as redes lentas ou em falta. Cada componente pode passar sozinho e, mesmo assim, falhar na interação com os outros. Para produtos ligados e frotas, veja os testes de dispositivos IoT.
Uma execução que falhou só é útil se a puder recriar.
Nos testes de sistemas embebidos, reprodutibilidade significa saber exatamente o que estava a correr e em que condições.
Um registo de teste útil pode incluir o build do firmware, a identidade do dispositivo, a configuração relevante, a configuração da rede, o ambiente do host e as entradas do teste. No seu próprio trabalho de testes embebidos, a Interpretica guarda esta informação junto com o resultado do teste.
O TS Factory foi desenhado para ambientes distribuídos de dispositivos e regista o contexto das execuções de teste. O Midair mantém essas evidências ligadas ao resto da investigação.
Versão do firmware
Saiba exatamente que build produziu o resultado.
Dispositivo e configuração
Mantenha a montagem alvo associada à execução.
Ambiente de teste
Acompanhe os hosts, a rede e as condições de teste relevantes.
Evidências de execução
Guarde os registos e os eventos do sistema com a execução que os produziu.
Comparação entre execuções
Veja o que mudou entre a falha e a correção verificada.
Onde isto se torna útil
Dispositivos embebidos e firmware
Investigar comportamentos que só aparecem quando o software corre no hardware alvo.
Hardware de rede
Testar routers, gateways e outros dispositivos ligados com diferentes firmwares, configurações e condições de rede.
Frotas de dispositivos
Executar e comparar cenários em vários dispositivos físicos sem perder o contexto de cada execução.
Laboratórios de teste complexos
Coordenar sistemas em que um teste depende de vários hosts, dispositivos ou serviços.
Regressões difíceis
Recriar falhas que desapareceram depois do teste original e verificar se uma alteração as corrigiu de facto.
Porque o Midair serve para testes de hardware e software
As falhas de hardware e software atravessam as fronteiras do sistema. Um problema pode nascer no código-fonte, depender de uma configuração específica do dispositivo e só ficar visível em execução.
O Midair mantém essas camadas ligadas, por isso a investigação não termina num resultado de teste. As condições e as evidências por trás da falha ficam com ela.
Perguntas frequentes
O que são testes de integração hardware-software?
Os testes de integração hardware-software verificam como o software, o firmware e o hardware físico se comportam juntos, como um único sistema.
Qual é a diferença entre testes de integração hardware-software e testes HIL?
Os testes de integração hardware-software são a prática mais ampla. O hardware-in-the-loop é uma forma de os fazer: testa software real contra componentes de hardware físicos ou simulados.
O Midair pode ser usado em fluxos hardware-in-the-loop?
O Midair pode manter ligadas a configuração dos testes, as versões do software e as evidências de execução em ambientes de teste distribuídos, incluindo cenários HIL.
Isto cobre os testes de dispositivos ligados?
Sim. Os testes podem cobrir o aprovisionamento, o tratamento de protocolos, a religação, as atualizações over-the-air e o comportamento numa rede degradada. Para produtos ligados e frotas de dispositivos, veja os testes de dispositivos IoT.
Comece com uma falha de integração.
Traga um build de firmware, uma montagem alvo e uma falha hardware-software difícil de reproduzir.
Comece pequeno, ligue o ambiente ao Midair e mantenha as evidências desde a primeira execução falhada até à verificação final.
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