李煜，仇潤鶴

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基于Jenkins的DSP處理器驅(qū)動自動化測試平臺的設(shè)計與實現(xiàn)

李煜，仇潤鶴

（東華大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，上海 201620；數(shù)字化紡織服裝技術(shù)教育部工程研究中心，上海 201620）

目前，DSP在音頻、視頻等領(lǐng)域得到了非常多的應(yīng)用，為應(yīng)對DSP處理器產(chǎn)品領(lǐng)域愈發(fā)激烈的市場競爭，必須保證產(chǎn)品功能研發(fā)速度不斷提升，利用Jenkins搭建一個持續(xù)集成自動化測試平臺，解決了繁復(fù)多樣的測試需求。介紹了自動化測試平臺的總體框架，并結(jié)合DSP處理器音頻、視頻驅(qū)動測試實例，驗證該平臺的實際測試功能。結(jié)果表明，該平臺使得自動化測試、持續(xù)集成得以成功應(yīng)用，有效提升了測試效率。

DSP；Jenkins；持續(xù)集成；自動化測試

現(xiàn)今，數(shù)字信號處理器（digital signal processor，DSP）憑借其對信號的快速采集、變換、識別處理等功能，在家庭影音、工業(yè)自動化、航空航天等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。以車載主機為例，它可以提供諸多特定音效、接收HD無線電等，極大地增強了車載主機的可用性。而這些功能的實現(xiàn)，依賴于DSP產(chǎn)品配套驅(qū)動支持，DSP驅(qū)動的開發(fā)及測試需求隨之增長?，F(xiàn)代軟件行業(yè)發(fā)展迅速，新的工具與技術(shù)層出不窮。這些新技術(shù)都旨在提高企業(yè)生產(chǎn)力、產(chǎn)品質(zhì)量、客戶滿意度，適應(yīng)日益縮短的軟件交付時間。高效的軟件測試方案為實現(xiàn)上述目標(biāo)發(fā)揮著重要作用，尤其在應(yīng)對更具復(fù)雜性的企業(yè)級軟件的開發(fā)測試及部署工作方面。

Capgemini，Sogeti和Micro Focus曾在《2017—2018年世界質(zhì)量報告》中指出，增加測試自動化、敏捷和DevOps方法的廣泛采用，成為軟件質(zhì)量和測試方面的兩個重要趨勢。Selenium，Katalon Studio，IBM Rational Functional Tester等頂級測試自動化工具和框架，幫助企業(yè)更好地進行自我定位，完成軟件開發(fā)完成以后的測試與維護。

持續(xù)集成作為一種軟件開發(fā)實踐，要求團隊開發(fā)成員每天多次集成工作，每次集成都通過自動化的構(gòu)建（包括編譯，發(fā)布，自動化測試）來驗證，從而盡早地發(fā)現(xiàn)集成錯誤。通過搭建持續(xù)集成服務(wù)器，能夠采用自動化的方法，實現(xiàn)更平滑、更快交付和帶來更少的問題，而Jenkins就是一種典型開源持續(xù)集成測試軟件。

1 持續(xù)集成自動化測試平臺

1.1 自動化測試平臺框架

DSP的持續(xù)集成自動化測試平臺框架如圖1所示。

圖1 自動化測試平臺框架

該平臺主要由Jenkins-Master機器、Jenkins-Slave機器、Git、CCES（CrossCore Embedded Studio）、DSP EZ-KIT等組成。

Jenkins-Master安裝在Windows PC上，Jenkins-Slave、CCES安裝在Linux PC上，此處Linux PC均為Ubuntu系統(tǒng)，DSP驅(qū)動程序的自動化測試任務(wù)在Linux PC上完成。Windows PC與Linux PC之間通過SSH（Secure Shell）實現(xiàn)遠(yuǎn)程連接，進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)取?/p>

Jenkins是一個可擴展的持續(xù)集成服務(wù)器。Jenkins Master/Slave架構(gòu)中的Master提供web接口，使用戶可以管理項目job和Slave，而job不僅可以在Master機器上運行，也可以分配到Slave機器上運行。一個Master可以關(guān)聯(lián)多個Slave，實現(xiàn)為不同的job，或者相同job的不同配置同時提供服務(wù)。相關(guān)人員根據(jù)不同的業(yè)務(wù)需求，可以利用Jenkins預(yù)設(shè)測試任務(wù)，實現(xiàn)自動完成重復(fù)的測試過程，并更快地識別和修復(fù)問題。

SSH是建立在應(yīng)用層和傳輸層基礎(chǔ)上的安全協(xié)議，分別在Windows PC與Linux PC上開啟ssh（客戶端）和sshd（服務(wù)端），使兩者進行遠(yuǎn)程通信，從而啟動Slave agent。在創(chuàng)建通過ssh連接的Slave node時，提供Slave的host名稱，用戶名和ssh證書。創(chuàng)建public/private keys，分別保存到Slave和Master上。Jenkins自動完成其他相應(yīng)配置后，實現(xiàn)ssh服務(wù)。

Git是一個分布式的版本控制系統(tǒng)，可以對不同規(guī)模的項目版本進行高效管理。Git將跟蹤個人對項目代碼進行的所有修改，確定代碼可行后提交所做出的修改，而Git將記錄項目最新的狀態(tài)，如果想撤銷修改，可返回之前的任意一個可行狀態(tài)。通過Jenkins內(nèi)置git plugin實現(xiàn)與Git的聯(lián)動，即Jenkins監(jiān)控代碼托管倉庫Git的狀態(tài)，如果Git有變動，將自動觸發(fā)Jenkins執(zhí)行操作，比如代碼部署、自動化測試等。Cross Core Embedded Studio是一種集成開發(fā)環(huán)境（IDE）。該IDE基于Eclipse，采用成熟的代碼生成工具，提供無縫直觀的C/C++和匯編語言編輯、代碼生成和調(diào)試支持。CCES還為開發(fā)人員提供了一種驅(qū)動器、服務(wù)和算法軟件模塊的高度集成插件支持。這些支持包括片內(nèi)和片外外設(shè)的驅(qū)動器支持、USB的堆棧、實時操作系統(tǒng)和文件系統(tǒng)等。

1.2 測試對象

測試所用DSP EZ-KIT是基于SHARC系列處理器的測試評估板。該處理器屬于單指令多數(shù)據(jù)數(shù)字信號處理器，針對高性能音頻/浮點應(yīng)用進行了優(yōu)化，具有大容量片內(nèi)靜態(tài)隨機存取存儲器（SRAM），可消除I/O瓶頸的多條內(nèi)部總線，并且提供創(chuàng)新的數(shù)字音頻接口（DAI）。該系列DSP被廣泛應(yīng)用于汽車、專業(yè)音頻和需要高性能浮點處理的工業(yè)應(yīng)用。該DSP EZ-KIT設(shè)備的外設(shè)包括ADC、熱傳感器、觸發(fā)路由單元、時鐘發(fā)生器、I2C、定時器和計數(shù)器、SDCard、以太網(wǎng)、USB等，如圖2所示。

圖2 DSP測試評估板

本文主要介紹其音頻、視頻驅(qū)動測試，所以還需配合音頻輸入/輸出線纜、HDMI電纜和3RCA電纜、視頻編碼/解碼器EI3擴展板等物理設(shè)備，將DSP EZ-KIT與安裝有Jenkins-Slave的機器連接。

Slave機器在特定測試環(huán)境下，執(zhí)行Master分配的job，并拉取運行測試腳本命令，進行自動化測試。本文中Slave機器上執(zhí)行的exp腳本文件，可以實現(xiàn)測試任務(wù)的自動化，它的工作原理是等待特定字符串，并發(fā)送或響應(yīng)相應(yīng)的字符串，并用于自動提交輸入到交互程序。

2 DSP驅(qū)動測試實例

該DSP EZ-KIT設(shè)備Linux驅(qū)動軟件包括Video Driver、Audio Driver、Ethernet Driver、LCD device driver等，本文以音頻驅(qū)動測試、視頻驅(qū)動測試為例完成自動化測試過程。

2.1 測試對象

音頻驅(qū)動測試功能主要包括Record、Play、Loopback。以音頻錄制功能為例，在設(shè)定PCM設(shè)備后，通過配置不同的音頻采樣率、錄音格式、文件類型等腳本參數(shù)，對待測DSP EZ-KIT進行自動化測試，以檢測DSP測試板，是否能通過音頻驅(qū)動軟件錄制生成目標(biāo)品質(zhì)的音頻文件，實現(xiàn)多樣需求下的錄音功能。視頻驅(qū)動測試功能主要包括Capture、Display。以視頻編碼功能為例，將DSP測試板與視頻編碼器EI3拓展板連接。通過輸入不同格式的視頻流，對待測DSP EZ-KIT進行自動化測試，從而檢測DSP測試板是否能通過視頻驅(qū)動編碼生成不同格式視頻文件，實現(xiàn)多種格式標(biāo)準(zhǔn)下的視頻編碼功能。

2.2 測試腳本

在DSP音頻錄制功能測試時，首先對amixer功能參數(shù)、PCM設(shè)備進行配置選擇，隨后根據(jù)測試業(yè)務(wù)需求，將alsa格式、音頻采樣率、文件類型等參數(shù)配置組成不同錄音方案，生成相應(yīng)格式的音頻文件。視頻編碼功能主要針對特定格式視頻流，能夠捕捉并編碼生成相同格式視頻文件，以此驗證音頻、視頻驅(qū)動功能的完整性。音頻、視頻驅(qū)動測試主要參數(shù)如表1所示。

表1 音頻、視頻驅(qū)動測試腳本參數(shù)

腳本參數(shù)參數(shù)描述 Audioalsa_format= S16_LE錄音格式：16 bits alsa_format= S24_LE錄音格式：24 bits alsa_format= S32_LE錄音格式：32 bits Sample_rate=8000音頻采樣率：8 kHz Sample_rate=44100音頻采樣率：44.1 kHz Sample_rate=96000音頻采樣率：96 kHz Sample_rate=192000音頻采樣率：192 kHz Videovideo_format=HD視頻格式：720p60 video_format=NTSC視頻格式：480i60 video_format=PAL視頻格式：576i50

2.3 測試流程

在自動化測試平臺上，進行DSP驅(qū)動功能測試前，首先必須確保測試板可以正常reset，Linux Kernel也能完成boot，輸入命令：$ sudoreset_board 2，觀察minicom里測試板是否重啟，執(zhí)行指令后測試板有反應(yīng)表示線路接通，隨后可以進行Jenkins任務(wù)創(chuàng)建。

Windows PC安裝Java、CCES、Python，對PYTHONPATH 環(huán)境變量、CCES_HOME環(huán)境變量進行設(shè)置。進入Jenkins-Master建立新節(jié)點，配置Slave節(jié)點信息，選擇SSH啟動方式。Slave設(shè)置結(jié)束后，生成slave-agent.jnlp文件。將含有啟動相應(yīng)node的cmd命令行的lanuch.bat文件，與slave.jar放到-All program-Startup文件夾，完成開機自啟node。

在Jenkins-Master上創(chuàng)建多個Slave節(jié)點，為便于對不同型號DSP測試板的管理，通常用待測DSP評估板型號命名節(jié)點。在創(chuàng)建job時，將不同驅(qū)動功能測試case進行區(qū)分設(shè)置，并選擇遇到failed時可繼續(xù)進行。添加shell腳本，命令Slave機器進行環(huán)境變量配置。設(shè)置Git的Project url，使得Slave可以自動從指定地址拉取測試腳本等文件。同時可以指定執(zhí)行構(gòu)建的時間，實現(xiàn)無人控制時段的自動測試，提升測試效率。

完成job的構(gòu)建后，點擊“Build Now”進行自動測試。Jenkins-Master將job分發(fā)至位于LinuxPC上的Slave節(jié)點，Slave機器依照命令自動進行環(huán)境變量配置，并從Git url處拉取獲得所需驅(qū)動的exp測試腳本文件、驅(qū)動軟件、相應(yīng)編譯工具等。以音頻驅(qū)動為例，build_audio_kernel.exp將執(zhí)行alsa-utils編譯、啟用ADAU聲卡驅(qū)動等工作，并生成Uimage文件。而audio_test.exp將把Uimage文件下載至DSP，進行驅(qū)動功能測試、生成并反饋test_log等工作。通過Jenkins-Master界面，可以觀察到j(luò)ob的執(zhí)行情況，如圖3所示。圖3中Name序列左側(cè)晴雨表圖標(biāo)反應(yīng)測試通過情況，晴天表示良好，雨天表示失敗較多。

圖3 Jenkins-Master界面觀察Job執(zhí)行情況

2.4 測試結(jié)果

在進行DSP音頻驅(qū)動錄制功能測試時，其測試結(jié)果可以通過音頻的幀誤率及左右聲道是否相同等標(biāo)準(zhǔn)進行評判，測試通過表示音頻錄制成功，且能正常生成滿足相應(yīng)格式需求的音頻文件。在進行視頻驅(qū)動編碼功能測試時，其測試結(jié)果可以查看捕捉輸入格式的視頻流，是否編碼生成視頻文件，測試通過表示該格式視頻編碼正常，否則不支持該格式視頻流。

Slave機器上執(zhí)行的驅(qū)動測試腳本最后會生成test_log，記錄測試過程及結(jié)果，并可根據(jù)設(shè)置傳回Jenkins-Master。在Jenkins的Tset Result界面可以查看job下所有case的測試時間、狀態(tài)詳情，如圖4所示。

圖4 通過Tset Result查看所有測試項目狀態(tài)

圖4中整個音頻驅(qū)動測試包括3個test部分，分別耗時15 min、15 min、1 min24 sec，共計31 min24 sec，其余驅(qū)動測試平均耗時也僅數(shù)分鐘，整個測試過程均通過自動化測試平臺自動完成。反觀手動測試情況，不僅需要安排人員全程進行測試操作，而且一個驅(qū)動測試就需耗時數(shù)十分鐘甚至數(shù)小時，由此可以看出，自動化測試平臺大大提高了測試效率，縮減了人力時間成本。除此之外，Tset Result界面也可對某一具體job測試結(jié)果記錄進行查看，根據(jù)設(shè)置，如果遇到“Failed”，將會展示具體腳本執(zhí)行報錯位置，有利于快速定位解決問題，此處音頻驅(qū)動測試結(jié)果界面顯示“Passed”，表示測試通過，如圖5所示。

圖5 通過Tset Result查看單個測試項目記錄

3 結(jié)束語

如今敏捷開發(fā)（Agile Development）在軟件工程領(lǐng)域越來越被重視，它要求在不斷變化的需求中做到快速適應(yīng)，并保證軟件的質(zhì)量。自動化測試技術(shù)與持續(xù)集成的出現(xiàn)，讓軟件測試環(huán)節(jié)實現(xiàn)自動化，不僅減少了人工重復(fù)過程，節(jié)省了時間、費用和工作量，還保障了每個時間點上團隊成員提交的代碼是能成功集成的，幫助項目團隊進行有效決策。

本文搭建了一種基于Jenkins的持續(xù)集成自動化測試平臺，利用Jenkins易于安裝配置、可進行分布式build、豐富的插件支持等特性，用于DSP驅(qū)動軟件項目的自動化測試。同時對自動化測試平臺框架及各組成模塊的關(guān)系、功能進行了具體介紹，包括所用DSP測試評估板的功能特性。以DSP EZ-KIT的音頻驅(qū)動、視頻驅(qū)動測試為例，從測試流程、測試結(jié)果等方面進行了簡要描述。該平臺成功實現(xiàn)了DSP驅(qū)動軟件測試流程的持續(xù)集成與自動化，具有顯著的實際應(yīng)用價值。

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2095－6835（2019）05－0138－04

TN911.72

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10.15913/j.cnki.kjycx.2019.05.138

李煜（1995—），男，碩士，主要研究方向為電子通信技術(shù)、數(shù)字信號處理。

〔編輯：嚴(yán)麗琴〕