CI/CT与DevOps流程下的SIL测试平台-电子发烧友网

汽车制造商最新EEA架构已基于高性能计算平台HPC和区域控制器Zone ECU开发，同时规划通过云端协同计算和生态引入来提升整车智能化能力，并支撑车云一体化软件平台部署。车或云端服务设计与开发、组合与编排均需要结合开发环境进行快速集成验证，而不应局限采用传统“V”模型HIL测试或实车路试这种非常滞后的方法。基于中间件的SOA技术实现软件与硬件解耦、应用与通信解耦，伴随CI/CT与DevOps的引入来加速软件迭代，结合开发环境构建SIL测试为“软件工厂”各阶段质量保障提供快速反馈。服务器版本CANoe4SW SE为分布式软件开发、“黑盒”软件交付提供基础验证平台，有利支撑后续App Store中软件的质量。

图1：随着车云一体化的“软件工厂”

CI/CT、DevOps流程与SOA测试

过往分布式架构中诸多ECU算法将服务化整合到HPC和Zone ECU，跨地区和部门团队的协同必须采用敏捷的流程，才能安全、稳定、快捷、高效地完成复杂SOA软件交付。通常SOA服务测试包括：SOA服务接口测试、SOA业务逻辑测试、SOA压力测试和SOA性能测试等，除性能测试需在HIL环境验证外其它测试内容均可在SIL环境中测试验证。无论SOA的SIL或HIL，均需工具能够同时支持SOME/IP、MQTT和DDS等车载中间件的协议的仿真、测试和分析，包括数据库定义或修改功能；同时必须有SIL和HIL的自动化脚本库，否则CI/CT和DevOps只是“徒有其名”。伴随车云一体化和OTA系统的搭建，基于成熟IT配置环境在开发验证流程中完全可以实现持续集成、持续测试、持续交付，满足敏捷或DevOps流程实现SOA测试验证与交付。相关工具必须支持高度耦合SOA开发环境并支持在结合IT环境中的自动化，如部署在基于Linux的PC或Docker运行、VS/VSC的开发调试、基于YAML的配置等。

图2：软件生命周期中持续迭代过程构成DevOps反馈

汽车行业DevOps测试平台：

CANoe4SW Server Edition

结合敏捷开发理念，顺势而为开展DevOps流程，在服务器或云集群环境下持续测试软件系统，达到质效平衡。服务器版本CANoe4SW SE（CANoe4SW Server Edition）通过脚本控制复用CANoe或CANoe4SW测试工程满足自动化仿真、诊断和测试，或在没有CANoe情况下通过YAML配置实现DevOps流程中的自动化测试。开放和灵活的DevOps平台支持部署在各类虚拟环境中，包括Dockers Container和Virtual Machines，操作系统支持：Windows 10/11、Windows Server 2019、Linux Ubuntu 18.04/20.04/22.04和AlmaLinux 8.6等，具有与自研方案互联扩展、耦合动力学与场景仿真工具、高度支持CI/CT/CD自动化流程、云化扩展等功能。

图3：CANoe产品体系中CANoe4SW SE的应用

CANoe4SW SE提供前端命令行操控、REST API监控、后端支持YAML配置实现服务器或云端自动并发执行，配合Vector开源的SIL Kit可实现车端和云端SOA软件虚拟集成，同时结合平台开放的接口MATLAB/Simulink、FMI/FMU和FDX可构建复杂SIL测试系统，自动化测试设计使用vTESTstudio实现。开放接口和自动化脚本执行均支持Linux配置环境，从而更好满足服务器或云端验证SOA应用软件，同时搭配AUTOSAR Classic软件虚拟化工具vVIRTUALtarget SE可满足MCU端软件的虚拟集成测试。

CANoe4SW Server Edition

命令行工具集

AUTOSAR Preprocessor：通过命令行或调用.yaml配置实现SIL测试环境在配置阶段需要多个AUTOSAR Extract（SYS-E）合并为System Description （SYS-D）的功能；

CANoe4ServerControl：控制CANoe4SW SE执行工具，包括instance的开启和关闭、对应instance工程的启动与停止，以及instance运行状态的查询；

canoe4sw-se：实现environment-make或CANoe/CANoe4SW导出的*.rtcfg的执行，支持自动和手动两种模式；

environment-make：解析*.yaml文件并编译SUT运行的配置环境工程；

sil-adapter-builder：将binding在SiLkit的软件接口描述文件创建为C++或Python应用程序的SiL Adapter；

test-unit-make：编译vTESTstudio创建自动化脚本为*.vtuexe，能被canoe4sw-se加载执行；

wlogdump：前端显示或写入系统运行过程中的日志信息。

图4：前端命令行操控实现软件集成测试

基于YAML配置DevOps中的测试

过往在CI/CT测试中使用Jenkins调度控制CANoe及其工程配置通过COM组件实现，配置过程依赖CANoe的license才能实现CANoe4SW SE需要的配置。在实际SOA软件开发过程中，DevOps开发配置工程师更多使用简洁强大的YAML来写配置文件，CANoe4SW SE仿真环境可直接基于YAML配置实现，在Visual Studio Code中配置对应Schema可实现对应描述文件的配置，支持自动补全和校验功能，YAML配置语法规则详见CANoe4SW SE的Help手册。

图5：使用VSC配置YAML文件

结合YAML配置的实现DevOps流程如下：

创建仿真环境需要的*.yaml文件：在配置中加载数据库（如*.arxml）、数据源（如*.vcdl）、应用程序（CAPL、C#或Python），配置不同应用场景的配置切换；

通过environment-make将配置文件转换为可执行的工程文件；

$ environmaent-make

通过test-unit-make将vTESTstudio创建的自动化脚本加载到上一步生成的配置工程中，如下将MyTests.vtuexe加载到Default.venvironment对应配置中；

$ test-unit-make MyTests.vtuexe --environment Default.venvironment

通过canoe4sw-se在CANoe4SW SE环境中执行工程和测试脚本，如下执行MyTests.vtuexe中的所有测试用例。

$canoe4sw-seDefault.venvironment --test-unit MyTests.vtestunit --show-progress tree-element

CANoe Make支持跨平台的工程创建，能够在Linux平台上执行vTESTstduio创建的自动化脚本。CANoe4SW SE当前版本已支持Linux系统中的功能如：Ethernet/CAN FD/CAN/LIN总线仿真、执行vTESTstudio自动化脚本、耦合外部应用的FDX/FMI接口、XCP等。在Ubuntu Server环境中只需拷贝*.tar.gz创建安装路径提取安装即可。使用Docker容器技术也可执行CANoe4SW SE的instance，通过Dockerfile配置和创建Container Image，在Docker环境支持响应式部署和扩展、资源开销低，当然系统支持云部署。

# Create Default.venvironment based on one venvironment.yaml for Linux

$ environment-make 。 --arch Linux64

# Compile the test unit MyTests.vtuexe for the previously created Default.venvironment

$ test-unit-make MyTests.vtuexe --environment Default.venvironment

# Execution of all test cases of the test unit MyTests.vtuexe for the Default.venvironment

$ canoe4sw-se Default.venvironment --test-unit MyTests.vtestunit --show-progress tree-element

图6：集成测试在CI环境中满足跨平台部署

开源SIL Kit库赋能SOA等软件系统的SIL集成

车云SOA系统和嵌入式软件模块集成时，无论软件系统或软件模块之间的交互是总线、I/O或软件接口，开源免费的“分布式软总线”库SIL Kit支持SUT能够在应用软件或报文层面实现集成，且支持跨平台，使得SIL测试与HIL使用相同的环境实现。结合完整的SIL测试脚本设计工具vTESTstudio、测试执行平台CANoe4SW SE、SUT虚拟化工具、车辆动力学和场景模型DYNA4，可实现SOA开环或闭环的测试。SOA应用中的软件系统、虚拟控制器，以及云端监控应用或采集数据皆可通过SIL Kit集成交互。