代码收藏家技术教程 2024-09-11

嵌入式设备自动化测试：MCU与传感器测试策略探讨

简介

在嵌入测试领域，自动化测试一直是一个难点。尤其对于MCU来说，由于外设众多且上位机（PC）无法直接模拟电信号来测试其外设，自动化测试的难度进一步增加。为解决这一问题，本文提供了一种基于上位机和辅助板（AUX BOARD）的测试方案，并以MCU测试为例

理论上该方案灵活变通后也可用于各传感器的自动化测试

上位机与辅助板通信

上位机通过串口将指令发送给辅助板，辅助板通过RTOS接收并解析。这是关键步骤。当MCU集成了RT-thread环境后，串口中会运行一个类似Linux的shell环境。

shell打印示例如下：

用户可以通过代码中的宏函数将特定指令导入到shell中。

MSH_CMD_EXPORT_ALIAS

例如：

MSH_CMD_EXPORT_ALIAS(i2c_test, i2c, cmd is for testing i2c)

此示例代码包含三个参数：

函数指针
shell中的命令
提示符

当串口接收到i2c命令后，将跳转到i2c_test函数执行。在该函数内，会创建一个线程来运行特定功能代码。

RT-thread的shell指令允许接收参数，函数指针也有两个固定参数：

void i2c_test(int argc, char *argv[]);

这是上文提到的i2c指令对应的函数。argc是参数数量，argv是一个字符串数组。例如，串口接收到如下指令：

i2c --host master

此时

argc=3，argv[3] = {“i2c”, “--host”, “master”}

在i2c_test函数中，通过判断接收到的参数，可以将串口中的信息反映到外设配置上。

示例代码

void i2c_test(int argc, char *argv[])
{
      rt_thread_t i2c_thread = RT_NULL;
          
     typedef struct {
        uint8_t index;
        char host[32];
        char speed[32];
        uint8_t address;
        uint8_t sumbus_en;
      }thread_i2c_param_t;

      thread_i2c_param_t *params;

      for (int i = 1; i < argc; i++) {
          if (strcmp(argv[i], "--index") == 0 && i + 1 < argc) {
            params->index = atoi(argv[i + 1]);
            i++;
           } 
         else if (strcmp(argv[i], "--host") == 0 && i + 1 < argc) {
            strncpy(params->host, argv[i + 1], sizeof(params->host) - 1);
            params->host[sizeof(params->host) - 1] = '\0';
            i++;
          }
        else if (strcmp(argv[i], "--speed") == 0 && i + 1 < argc) {
            strncpy(params->speed, argv[i + 1], sizeof(params->speed) - 1);
            params->speed[sizeof(params->speed) - 1] = '\0';
            i++;
          }
        else if (strcmp(argv[i], "--address") == 0 && i + 1 < argc) {
            params->address = atoi(argv[i + 1]);
            i++;
          }
        else if (strcmp(argv[i], "--sumbus_en") == 0 && i + 1 < argc) {
            params->sumbus_en = atoi(argv[i + 1]);
            i++;
        }
        }
      i2c_thread = rt_thread_create("i2c", start_i2c, params, 4096, 24, 10);
      if (i2c_thread != RT_NULL)
          {
             rt_thread_startup(i2c_thread);
          }
}

在上图所示的示例代码中，允许通过串口指定i2c的地址、主从身份、通信速率等配置，并将这些参数传递给i2c的初始化函数start_i2c。这样，可以非常灵活地通过串口动态配置辅助板运行的i2c设备。

需要特别提及的是“index”参数。本方案支持一块辅助板挂载多块待测板，只要辅助板的ip数量满足需求，并且树莓派接口中引出的引脚足够多，那么在辅助板内存未被完全占用之前，可以挂载任意数量的待测板。例如，开发板有4个I2C外设，可以将这4个I2C复用到不同的4组引脚上，然后通过index指定要使用哪个I2C设备，实现一对多的测试。

在start_i2c函数中，根据RTOS传递的参数，实现相应的驱动逻辑。如果辅助板使用的是STM32，则使用其底层驱动实现I2C初始化，确保初始化后的功能符合需求。