Embedded Software Validation Through Hardware In The Loop Testing System

Abstract

Nos últimos anos, o número de componentes eletrônicos em veículos tem aumentado rápida e continuamente e muitos novos sensores, atuadores e unidades de controle eletrônico têm sido desenvolvidos para dar mais segurança aos passageiros e fazê-los sentirem-se mais confortáveis. Devido à complexidade crescente dos componentes eletrônicos automotivos e, também, à necessidade de se reduzirem custos e tempo de desenvolvimento, torna-se muito importante possuir um sistema automático de testes para substituir o teste manual. Em algumas indústrias, como a aeronáutica e a automobilística, o preço de se construir um protótipo apenas para se testar software embarcado é muito alto. Além disso, algumas condições de funcionamento seriam impossíveis de serem reproduzidas sem danos a equipamentos ou sem botar vidas em risco. A solução adotada pela indústria para superar estes obstáculos é a estratégia de teste hlardware in the Loop (H l L). H l L é uma forma de testar sistemas embarcados complexos em tempo real que consiste em simular as reais condições de funcionamento, inclusive condições erróneas como curtos circuitos e condições extremas como limites de funcionamento do aparelho. Um sistema HIL realiza a simulação do ambiente do dispositivo sob teste, levando-o a reagir como se estivesse operando com entradas reais. O local do estágio foi a filial do grupo Valeo localizada em Bietigheim- Bissingen na região de Stuttgart na Alemanha. O grupo Valeo é um grupo multinacional sediado na França que se dedica à concepção e fabricação de peças e sistemas para automóveis e caminhões. O seu faturamento no ano fiscal de 2007 foi de perto de 10 bilhões de euros e sua presença se faz ver em 27 países possuindo um quadro de 51.200 funcionários. Com a estratégia HIL em mente, a Valeo criou um sistema de teste baseado em hllL chamado CASTLE que testa o software embarcado de um de seus produtos, o Top Column Module (TCM). O TCM foi o objeto de testes durante o período de estágio e corresponde ao sistema de componentes acoplados ao volante do carro como setas sinalizadoras, limpadores de para-brisas assim como o controle do sistema de piloto automático e sistemas de bordo. 0 PC, o CASTLE e o dispositivo sob teste (DUT) são os principais módulos do sistema de testes. O papel do PC é simplesmente de enviar sequências de comandos e de gravar os resultados obtidos. O sistema CASTLE faz interface com o PC e o DUT e o seu papel é o de traduzir os comandos enviados pelo PC em entradas de teste como o estímulo de de entradas analógicas e digitais e a simulação de protocolos de comunicação. O CASTLE também deve enviar o resultado das operações do DUT de volta para o PC e é aqui que se aplica a estratégia de testes "caixa-preta". Neste tipo de teste, o funcionamento interno do sistema a ser testado é desconhecido e podem-se apenas estimular entradas e observar saídas. Como a Valeo possui vários clientes, cada um com um TCM diferente, torna- se importante poder-se adaptar o sistema de testes a diferentes casos. O CASTLE possui uma placa com uma interface específica para cada TCM que pode ser facilmente acoplada e desacoplada. Isso é muito importante para garantir a portabilidade do projeto e economizar tempo valioso em implementação. A metodologia utilizada para o desenvolvimento do projeto foi o padrão SPICE de avaliação do desenvolvimento de projetos. O padrão SPICE usa urn método iterativo que preza a validação de cada etapa do desenvolvimento por um processo específico. No caso do estágio, os testes eram feitos para validar a especifição técnica do software. A principal tarefa do estagiário era a de implementar e executar as sequências de testes para o software embarcado e analisar os resultados. À medida que mais conhecimento sobre o sistema foi adquirido, a especificação de testes baseados nos requerimentos de software tornou-se também uma tarefa importante. Este documento demonstra o trabalho realizado utilizando a estratégia HIL e a sua aplicação prática na indústria.