Robot Framework簡(jiǎn)介及在汽車電子測(cè)試中的應(yīng)用

前言

汽車電子軟件扮演著越來越重要的角色，為適應(yīng)市場(chǎng)變化，車載軟件和功能的開發(fā)需要快速迭代。敏捷開發(fā)、持續(xù)測(cè)試、CI/CT/CD實(shí)現(xiàn)和DevOps等成了汽車電子行業(yè)的高頻詞，也正在幫助OEM和零部件供應(yīng)商實(shí)現(xiàn)頻繁的代碼部署和實(shí)現(xiàn)可靠軟件交付的目標(biāo)。測(cè)試自動(dòng)化是這些過程中不可或缺的一部分，因?yàn)榭梢蕴嵘郎y(cè)試效率以加速開發(fā)迭代，特別是對(duì)于重復(fù)性的任務(wù)或不需要任何人工干預(yù)的任務(wù)。

說到自動(dòng)化測(cè)試，Robot Framework作為自動(dòng)化測(cè)試領(lǐng)域的明星框架，已經(jīng)開始摩拳擦掌，躍躍欲試。今天我們一起來看下Robot Framework在汽車電子測(cè)試中，可以發(fā)揮出多大的作用。

1、Robot Framework簡(jiǎn)介

Robot Framework是一個(gè)廣受歡迎的自動(dòng)化測(cè)試框架。所謂框架，可以理解為一組準(zhǔn)則，遵循這些準(zhǔn)則可以獲取明顯的收益。自動(dòng)化測(cè)試框架就是由一個(gè)或多個(gè)自動(dòng)化測(cè)試基礎(chǔ)模塊、自動(dòng)化測(cè)試管理模塊、自動(dòng)化測(cè)試統(tǒng)計(jì)模塊等組成的工具集合。

Robot Framework是一個(gè)基于Python語(yǔ)言開發(fā)的，可擴(kuò)展的，是以關(guān)鍵字驅(qū)動(dòng)模式的自動(dòng)化測(cè)試框架。它具有以下特點(diǎn)：

（1）編輯用例簡(jiǎn)單，啟用易于使用的表格語(yǔ)法，以統(tǒng)一的方式創(chuàng)建測(cè)試用例；

（2）提供從現(xiàn)有關(guān)鍵字創(chuàng)建可重復(fù)使用的更高級(jí)別關(guān)鍵字的功能；

（3）提供易于閱讀的結(jié)果報(bào)告和HTML格式的日志；

（4）提供一個(gè)簡(jiǎn)單的庫(kù)API，用于創(chuàng)建自定義測(cè)試庫(kù)，可以使用Python或Java本機(jī)實(shí)現(xiàn)；

（5）支持創(chuàng)建數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的測(cè)試用例；

（6）提供標(biāo)記以分類和選擇要執(zhí)行的測(cè)試用例；

（7）可以和SVN或者GIT及Jenkins持續(xù)集成。

上文我們提到Robot Framework是以關(guān)鍵字驅(qū)動(dòng)模式的自動(dòng)化測(cè)試框架，同時(shí)支持創(chuàng)建數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的測(cè)試用例。那么關(guān)鍵字驅(qū)動(dòng)和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)分別有什么特點(diǎn)呢？

關(guān)鍵字驅(qū)動(dòng)是由關(guān)鍵字和數(shù)據(jù)組成測(cè)試用例執(zhí)行測(cè)試，測(cè)試框架的底層負(fù)責(zé)解釋關(guān)鍵字，完成指令，測(cè)試用例的編輯者只需要使用關(guān)鍵字和數(shù)據(jù)組合，即可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的測(cè)試邏輯。測(cè)試執(zhí)行的代碼和測(cè)試用例代碼是分離的。這種方式學(xué)習(xí)成本比較高，開發(fā)關(guān)鍵字及其相關(guān)功能的初始投資可能需要更長(zhǎng)的時(shí)間。

數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)測(cè)試是從數(shù)據(jù)文件讀取輸入、輸出數(shù)據(jù)，通過變量傳入測(cè)試腳本執(zhí)行測(cè)試，數(shù)據(jù)是可變的，測(cè)試設(shè)計(jì)是重復(fù)的、高度抽象的。使用這種測(cè)試方式可以減少重復(fù)勞動(dòng)，測(cè)試用例易于修改和維護(hù)。但是這種方式不擅長(zhǎng)邏輯處理，一組腳本只能處理特定格式的數(shù)據(jù)。在一些特定的測(cè)試場(chǎng)景下，這種方式具有明顯優(yōu)勢(shì)。比如汽車ECU（如網(wǎng)關(guān)）測(cè)試有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)/路由的測(cè)試場(chǎng)景，需要測(cè)試的數(shù)據(jù)有時(shí)多達(dá)上千個(gè)，我們只需創(chuàng)建一條數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)的測(cè)試用例，從數(shù)據(jù)文件中讀取輸入、輸出數(shù)據(jù)后，遍歷所有數(shù)據(jù)即可完成測(cè)試。

2、Robot Framework整體架構(gòu)

Robot Framework是一個(gè)通用的，和具體測(cè)試工具松耦合的框架，其高度模塊化的架構(gòu)如下圖所示：

測(cè)試數(shù)據(jù)(Test Data)使用非常簡(jiǎn)單、易于編輯的表格格式。Robot Framework會(huì)解析測(cè)試數(shù)據(jù),執(zhí)行測(cè)試用例,并生成日志和報(bào)告。框架本身對(duì)測(cè)試對(duì)象可以完全“一無所知”,而是通過測(cè)試庫(kù)與其交互。測(cè)試庫(kù)可能是直接使用被測(cè)應(yīng)用程序的接口,也可以使用其它底層的測(cè)試工具作為驅(qū)動(dòng)。

3、Robot Framework環(huán)境安裝

Robot Framework環(huán)境的安裝比較簡(jiǎn)單，只需兩步即可完成：

（1）安裝Python配置環(huán)境變量；

（2）打開dos窗口，輸入指令 pip install robotframework,點(diǎn)擊回車，安裝Robot Framework。

4、Robot Framework常用關(guān)鍵字

上文我們提到Robot Framework是一個(gè)關(guān)鍵字模式驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)化測(cè)試框架，Robot Framework的測(cè)試用例由關(guān)鍵字和測(cè)試數(shù)據(jù)組成。關(guān)鍵字是用Python語(yǔ)言編寫的函數(shù)，也即是一個(gè)個(gè)方法。它是為了完成一個(gè)功能來設(shè)計(jì)的，分為系統(tǒng)關(guān)鍵字和用戶關(guān)鍵字。

系統(tǒng)關(guān)鍵字包含標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)里面的關(guān)鍵字和第三方庫(kù)里面的關(guān)鍵字，就像C/C++的庫(kù)函數(shù)或者Python的內(nèi)置函數(shù)一樣。

用戶關(guān)鍵字是根據(jù)業(yè)務(wù)需求將不同的業(yè)務(wù)封裝成一個(gè)關(guān)鍵字或者將用例執(zhí)行的步驟封裝成一個(gè)關(guān)鍵字，就像C/C++或者Python中的用戶自定義函數(shù)。

下面我們介紹幾個(gè)常見關(guān)鍵字的用途。

Convert To Integer：將給定的變量轉(zhuǎn)換成一個(gè)整數(shù)。示例：

Import Library：導(dǎo)入擴(kuò)展庫(kù)或者自定義庫(kù)。示例：

Get Variable Value：獲取變量的值，賦給一個(gè)新的變量，如果變量不存在可以設(shè)置一個(gè)默認(rèn)值。示例：

Log：使用給定的級(jí)別記錄給定的信息。示例：

Set Variable：給變量設(shè)置值。示例：

Should Be Equal：Robot Framework中的斷言關(guān)鍵字，如果給定的對(duì)象不相等，就會(huì)判定失敗。示例：

Sleep：測(cè)試執(zhí)行等待一定時(shí)間。示例：

5、Robot Framework測(cè)試用例示例

說了這么多，大家肯定想趕緊看看Robot Framework是怎么使用的，現(xiàn)在我們通過一個(gè)簡(jiǎn)單的例子來說明Robot Framework是怎么執(zhí)行測(cè)試的。

這條測(cè)試用例的操作步驟如下：

（1）加載CANoe測(cè)試工程；

（2）啟動(dòng)測(cè)試；

（3）等待一定時(shí)間，確保CANoe啟動(dòng)完成；

（4）設(shè)置系統(tǒng)變量的值；

（5）等待一定時(shí)間，確保系統(tǒng)變量設(shè)置完成；

（6）獲取關(guān)聯(lián)系統(tǒng)變量的信號(hào)值；

（7）比較設(shè)置的值和讀取的值是否相同；

（8）終端輸出提示“測(cè)試用例執(zhí)行結(jié)束”。

Robot Framework編寫的測(cè)試用例如下圖一所示：

圖一 Robot Framework測(cè)試用例示例

執(zhí)行測(cè)試用例：dos窗口中輸入robot測(cè)試用例路徑，點(diǎn)擊回車即可，這里執(zhí)行用例的邏輯是使用pip安裝Robot Framework時(shí)，會(huì)在Python安裝路徑下面的Scripts文件夾生成robot.exe文件，Scripts文件夾已經(jīng)添加到系統(tǒng)路徑，因此不需要再配置robot.exe的系統(tǒng)路徑就可以直接調(diào)用。

執(zhí)行后用例后，CANoe中關(guān)聯(lián)系統(tǒng)變量的信號(hào)值設(shè)置成功，如圖二所示。

圖二 CANoe信號(hào)EngineState：：OnOff值設(shè)置為1

用例執(zhí)行完成后，生成的測(cè)試報(bào)告如圖三所示。

圖三 測(cè)試用例執(zhí)行后生成的測(cè)試報(bào)告

6、Robot Framework與CANoe結(jié)合使用

相比于IT行業(yè)的軟件測(cè)試，汽車電子需要搭建硬件測(cè)試環(huán)境，測(cè)試時(shí)需要監(jiān)控和仿真很多總線信號(hào)和硬線信號(hào)，CANoe作為專業(yè)的總線網(wǎng)絡(luò)開發(fā)和測(cè)試工具被眾多整車廠和供應(yīng)商的系統(tǒng)設(shè)計(jì)師、開發(fā)工程師和測(cè)試工程師所廣泛使用。配合Vector的硬件設(shè)備，如VN通信硬件接口卡及VT IO板卡，以及圖形化自動(dòng)化測(cè)試工程開發(fā)軟件vTESTstudio，可以勝任汽車電子研發(fā)測(cè)試的各項(xiàng)任務(wù)。Robot Framework和CANoe結(jié)合使用，既帶來了Robot Framework可以自動(dòng)部署測(cè)試軟件、自動(dòng)截取日志、可以生成易于閱讀的測(cè)試報(bào)告和可以靈活的選取測(cè)試用例的優(yōu)點(diǎn),也保留了Vector工具在多總線支持、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)和分析、系統(tǒng)仿真等方面的優(yōu)勢(shì)，各取所長(zhǎng)。

CANoe是留有COM Interface的，這樣我們可以通過第三方的程序調(diào)用CANoe開放的API。調(diào)用交互的部分DEMO代碼如下圖四所示：

圖四 Python編程調(diào)用CANoe代碼

Robot Framework和CANoe結(jié)合使用一般有兩個(gè)思路：

第一種情況是把測(cè)試用例的過程主體在Robot Framework環(huán)境中編寫腳本實(shí)現(xiàn)并執(zhí)行，在執(zhí)行過程中調(diào)用CANoe提供測(cè)試數(shù)據(jù)、參數(shù)、變量的讀取和設(shè)定，這個(gè)思路適合對(duì)時(shí)間要求不敏感的測(cè)試用例。如下圖五所示用例，CanoeHandle為自定義的關(guān)鍵字庫(kù)，創(chuàng)建了加載CANoe工程、啟動(dòng)測(cè)試、停止測(cè)試、獲取信號(hào)值、設(shè)置系統(tǒng)變量值、獲取系統(tǒng)變量值等關(guān)鍵字，可以使用這些關(guān)鍵字組合創(chuàng)建Robot Framework測(cè)試用例，執(zhí)行測(cè)試。

圖五 基于Robot Framework編寫CANoe測(cè)試用例

第二種情況是測(cè)試用例整體在Vector工具鏈中開發(fā)測(cè)試工程和腳本（比如基于vTESTstudio開發(fā)圖形化測(cè)試工程或是CANoe-CAPL編寫測(cè)試腳本），并在CANoe中執(zhí)行工程和腳本。此時(shí)，如圖六所示，Robot Framework作為一個(gè)測(cè)試用例管理框架來使用，CanoeHandle為自定義的關(guān)鍵字庫(kù)，創(chuàng)建了加載CANoe工程、加載測(cè)試腳本、執(zhí)行測(cè)試腳本等關(guān)鍵字，可以使用Robot Framework進(jìn)行測(cè)試管理，根據(jù)實(shí)際需求刪選測(cè)試用例、自動(dòng)控制測(cè)試開始、停止等。結(jié)合Jenkins打造通用的自動(dòng)化持續(xù)集成測(cè)試平臺(tái)，可以顯著提升測(cè)試效率。

圖六 基于Robot Framework管理CANoe測(cè)試工程

結(jié)束語(yǔ)

IT領(lǐng)域的開發(fā)理念和以太網(wǎng)等具體通信技術(shù)經(jīng)過優(yōu)化改造后在汽車上的應(yīng)用，為軟件定義汽車的實(shí)現(xiàn)提供了諸多方法論和技術(shù)手段上的支撐和支持。同樣，發(fā)源于IT行業(yè)的測(cè)試技術(shù)也越來越多地被應(yīng)用到汽車電子的測(cè)試中，在過去一年的項(xiàng)目中，北匯已經(jīng)將Robot Framework與CANoe等汽車行業(yè)的主流工具進(jìn)行了結(jié)合應(yīng)用，積累了一些實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，期待與大家深入交流和探討。下期我們將帶來Robot Framework結(jié)合Jenkins的測(cè)試實(shí)踐應(yīng)用的主題，敬請(qǐng)關(guān)注。