使用Python访问CANoe COM接口实践

CANoe提供的COM接口使得外部脚本能够访问或控制CANoe软件，从而实现自动化测试任务，而易用且具有丰富生态的Python无疑是一个很好的选择。本文将介绍CANoe COM基本构成、常用COM对象以及Python脚本调用CANoe COM的方法，在此之前，先介绍一些基本概念。

CANoe COM Server & Python pywin32

COM全称Component Object Model，是微软为Windows平台软件提出的、实现软件之间互操作的标准。它不会规定软件的具体实现，而是声明一种对象模型，使得满足这种模型的对象之间能交互，这些对象通常被称为组件（Component）。组件会实现特定的功能，而这些功能以特定的方式提供——即接口（Interface），其他组件通过接口使用它们。另外，组件需要经过注册（Registry），才能被其他软件发现和使用。注册后的组件向其他软件提供服务，因此组件将作为服务端（COM Server），其他想要使用服务的作为客户端（COM Client）。

在安装完成CANoe软件后，CANoe已经在Windows组件服务管理器中注册了CANoe COM Server，如果需要重新注册，可以在安装目录下（默认为C:\Program Files\Vector CANoe 14）的Exec64文件夹中找到RegisterComponents.exe，运行即手动注册。

Python pywin32 package，它提供了许多Python扩展以调用Windows API，其中就包括COM组件，由于Python脚本将使用CANoe COM提供的服务，因此Python脚本将作为COM Client，在pywin32包中就对应win32com.client模块，所以后续的Python脚本都要导入win32com.client模块。

了解以上的概念后，下面就看看本文的主要内容。

COM Object Hierarchy

在CANoe中，各个功能模块按照一定的层级组织在一起构成整个CANoe软件。与这些功能模块直接相关的COM组件同样也是按照相应的层级组织的，这就形成了COM Object Hierarchy：

如上图所示，图的最左侧是Application对象，是访问其他对象的入口；通过它可以访问Configuration对象，而通过Configuration对象才能访问CommunicationSetup对象；要想设置CommunicationSetup，就需要按照Application->Configuration->CommunicationSetup从左向右的层级顺序，找到相应的属性或是方法，从而实现设置。

Type Library

了解COM Object Hierarchy能帮助快速找到所需功能，但是不能知道实现所需功能对象的继承关系，为此还需要了解CANoe Type Library。在CANoe软件安装目录下（默认为C:\Program Files\Vector CANoe 14）的Exec32\COMdev目录中包含了注册COM所用的类型库，如下图所示CANoe.h头文件：

在CANoe.h头文件中包含所有CANoe COM对象的接口定义，比如ITestConfiguration接口：

而如果想要设置TestConfigurationSettings对象，从COM Object Hierarchy得知需要从TestConfiguration对象访问：

但是在Type Library中Configuration对象有多个ITestConfiguration接口，比如：

可以看到，ITestConfiguration2继承自ITestConfiguration，在它的基础上又扩充了许多方法，比如获取TestConfigurationSettings对象的方法get_Settings就在其中。

也就是说，要通过实现了ITestConfiguration2接口的TestConfiguration对象的get_Settings方法，才能获得TestConfigurationSettings对象。

为此，通过win32com.client模块中的CastTo方法，能将TestConfiguration转换成基于ITestConfiguration2接口的对象。

COM Object

COM Object Hierarchy中有许多COM对象，短时间内掌握所有COM对象是不现实的，下面仅针对常用的、与自动化测试紧密相关的COM对象做介绍。

Application

使用Python控制CANoe，首先要获取关联整个CANoe进程的COM对象，也就是Application对象。通过Dispatch方法就可以获得关联到当前CANoe进程的COM对象，如果当前并没有CANoe进程，则会启动一个CANoe进程；而如果想要另外获得一个CANoe进程，则可以使用DispatchEx方法。

下面是获取Application对象的代码示例：

在以上示例中，CANoe各部分功能封装在CANoe类中，在CANoe类初始化时，把获得的Application对象保存在CANoe类的App成员中，这样在CANoe类的其他方法中，就可以通过使用App成员来访问Application对象。

有了Application对象，才能访问CANoe工程的各个功能模块，比如打开CANoe工程：

而在open_canoe_config方法中，使用Application对象的Open方法打开特定的CANoe工程，具体Application对象的接口定义（这里仅展示IApplication的部分方法，其他方法以及后续扩展的方法并未展示）如下：

Measurement

要想控制CANoe启动测量，就需要获取Measurement对象，对于上面获得的Application对象，使用self.App.Measurement获得。

在Measurement对象的接口定义中，可以看到Start方法，使用Measurement.Start（）就能启动CANoe测量。

下面是启动CANoe测量的代码示例：

System Variables

系统变量作为CANoe中重要的部分，要想获取任意系统变量的值，就要获取对应系统变量的对象。

从COM Object Hierarchy中可以看到，系统变量Variable对象是按照Application->System->Namespaces->Namespace->Variables->Variable顺序访问的。

其中Namespaces和Variables分别表示Namespace和Variable对象的集合，因此可以使用Namespace名称（Variable名称）作为索引，从Namespaces（Variables）中获得相应的Namespace（Variable）对象。

另外，在Variable对象的接口定义中，可以看到get_Value和put_Value方法，而Python将这两种方法转变成了Value属性，也就是说可以直接对Variable.Value取值或赋值。

下面是获得系统变量值的代码示例：

在以上示例中，添加了简单的异常处理可以暂且不看，仅考察if分支中的语句。首先，使用self.App.System.Namespaces获得Namespaces对象，将其保存在system_namespaces变量中；然后使用刚保存的变量，以ns_name作为索引获得Namespace对象并保存在sys_namespace变量中；再通过sysvar_name索引获得Variable对象sys_variable，最后返回sys_variable.Value属性值。

Test Configuration & Test Unit

与自动化测试（这里仅介绍Test Configuration配置，即与vTESTstudio软件联合使用的自动化测试）直接相关的就是Test Configuration以及Test Unit，前者对应整个测试执行的设置，后者包含具体执行的测试用例。在COM Object Hierarchy中可以看到，它们的层级构成为Application->Configuration->TestConfigurations->TestConfiguration->TestUnits->TestUnit：

其中，TestConfigurations与TestUnits跟前文类似，表示TestConfiguration和TestUnit的集合，同样可以通过索引访问。除了可以使用相应TestConfiguration（TestUnit）名称作为索引以外，还能使用数字索引，但是切记索引起始为1。对于仅有一个TestConfiguration的情况，仅需要TestConfigurations(1)来获得唯一的TestConfiguration对象。

当CANoe工程中还没有TestConfiguration或者TestUnit时，就需要先添加。查看它们的接口定义：

可以看到Add方法能添加相应的对象，对于TestConfigurations.Add（）不需要其他参数，即可添加并获得新的TestConfiguration对象；而TestUnits.Add（）需要提供所要添加的TestUnit的绝对路径，同样可以获得对应的TestUnit对象。另外值得注意的是，TestUnits的Add方法是在ITestUnits2接口上扩展的，所以要通过前文所述的CastTo方法将TestUnits（默认为基于ITestUnits接口）转换成基于ITestUnits2的对象。

下面请看加载测试配置的代码示例：

在以上示例中，首先通过TestConfigurations.Add（）方法新添加一个TestConfiguration对象，并把它保存为类成员self.test_config；之后使用CastTo方法将新添加的TestConfiguration中的TestUnits对象转换成基于ITestUnits2接口的TestUnits对象（默认为ITestUnits接口）；最后使用转换后的TestUnits对象的Add方法，添加test_unit_path路径下的测试单元（.vtuexe文件）。

加载测试配置后，还需要启动测试执行，查看ITestConfiguration接口定义，可以发现Start方法：

下面是执行测试的代码示例（这里使用了之前保存的类成员self.test_config）：

执行完测试后，需要获得测试结果，可以通过CANoe软件为Test Configuration创建的系统变量VerdictSummary查看：

下面是获得测试结果的代码示例：

这里get_test_result方法有一个带有默认值的参数test_config_name表示实际执行测试的TestConfiguration名称，它的默认值是Test_Configuration_1，如果没有修改过就不需要提供参数，否则需要提供；get_test_result返回保存在VerdictSummary中的测试结果，其数据类型是整型，需要在接口定义中查询具体数值对应的结果：

Test demo

联合使用上述COM对象就能够实现自动化测试，下面展示完整的代码示例：

基于Canoe类，就可以通过实例化Canoe类，调用实例对象的方法来实现自动化测试，下面是简单的代码示例：

首先，实例化Canoe类，将实例化后的对象保存在canoe变量中；之后定义了canoePrj变量表示CANoe工程的绝对路径，然后使用open_canoe_config方法打开此工程；接着定义testPrj变量表示测试单元可执行文件的绝对路径，使用load_test_config方法加载测试单元；然后使用start_canoe方法启动CANoe测量，等待2s后，使用run_test_config方法执行测试，等待10s后测试停止；最后打印通过get_test_result方法获得的测试结果。

这里使用了Vector CANoe 14自带的PythonBasicEmpty.cfg demo工程作为测试工程，下面是关于此demo的介绍文档：

这个demo中有更丰富的COM对象的应用、更完善的信息提示，比如对测试启动、停止等事件的控制，对CANoe运行状态的打印，在此不再赘述。

最后，运行以上脚本后，可以获得自动化测试结果，对照前文的VerdictState，可以确定测试通过：

总结

本文介绍了使用Python访问CANoe COM以实现自动化测试的基本方法，通过几个常用的COM对象及方法，构建了简单的自动化测试示例工程。对于更复杂的工程，同样可以根据基本方法，灵活运用COM以满足测试需求。进一步，可以将CANoe COM封装成Python库，利用可复用性高效地完成针对不同需求的自动化测试。

CANoe是德国Vector公司出的一款总线开发环境，是网络和ECU开发、测试和分析的专业工具，支持从需求分析到系统实现的整个系统开发过程；其丰富的功能和配置选项被OEM和供应商的网络设计工程师、开发工程师和测试工程师所广泛使用。

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注：本文部分图片来自Vector。