Tests unitaires pour les systèmes embarqués

Bases des tests unitaires embarqués

1. Motivation des tests unitaires

Les tests unitaires visent à valider le bon fonctionnement des petites unités de code indépendantes. Dans le contexte embarqué, cela permet de s’assurer que chaque composant fonctionne correctement avant de l’intégrer dans des systèmes plus complexes. Cela facilite la détection précoce des erreurs et améliore la qualité du logiciel.

2. Définition des tests unitaires

Un test unitaire est une méthode de test qui vérifie le bon fonctionnement d’une unité individuelle du code source, généralement une fonction ou une méthode, en l’isolant des autres parties du programme.

3. Avantages et inconvénients

• Avantages :
  • Détection précoce des erreurs
  • Simplification du processus de maintenance du code
  • Réduction du coût de correction des erreurs à long terme
  • Facilite le refactoring du code
• Inconvénients :
  • Peut nécessiter du temps pour créer et maintenir les tests
  • Teste principalement le code fonctionnel, mais peut ignorer certains aspects d’intégration

4. Structure et processus des tests unitaires

• Planification des tests : définir quelles fonctions ou composants seront testés.
• Écriture des tests : création de tests pour chaque unité de code.
• Exécution des tests : tests effectués sur les composants isolés.
• Analyse des résultats : validation des résultats pour détecter les anomalies.

Particularités des tests unitaires en embarqué

1. Sur cible vs hors cible

• Sur cible : Les tests sont exécutés directement sur le matériel embarqué (la “cible”). Cela peut être complexe à configurer mais permet de tester le code dans son environnement réel.
• Hors cible : Les tests sont réalisés sur une plateforme de développement sans interagir directement avec le matériel embarqué, ce qui peut être plus rapide et plus facile à configurer.

2. Problèmes environnementaux

Les systèmes embarqués fonctionnent souvent dans des environnements contraints (mémoire limitée, faible puissance de calcul, etc.), ce qui rend les tests unitaires plus difficiles à réaliser en raison de la complexité des interactions avec le matériel.

3. Problèmes architecturaux

• Timing : Les systèmes embarqués sont souvent temps réel, ce qui signifie que le timing des tests doit être extrêmement précis. Les erreurs de synchronisation peuvent rendre les tests moins fiables.
• Rupture de dépendance : Les tests unitaires doivent être isolés de l’architecture et des autres composants du système. Cela nécessite de simuler ou de se moquer des dépendances.

4. Utilisation de stubs, mocks, fakes et factices

• Stub : un morceau de code simulant le comportement d’une fonction ou d’une méthode afin de tester une unité isolée.
• Mock : objet simulé qui vérifie si des interactions spécifiques se produisent avec une autre partie du code.
• Fake : une version simplifiée d’un composant ou d’une fonctionnalité pour rendre les tests plus faciles à réaliser.
• Dummy : un objet ou une valeur utilisée dans les tests sans qu’il y ait d’interaction réelle avec le code testé.

5. Pourquoi la rupture de dépendance est-elle nécessaire ?

L’isolation des tests permet de s’assurer que seul le code de la fonction testée est validé. Si une unité dépend d’autres composants, cela peut compliquer l’exécution des tests et donner des résultats erronés. L’isolation est donc cruciale pour une évaluation fiable.

Code Hérité dans les tests unitaires

1. Définition du code hérité

Le code hérité fait référence à un code source déjà existant qui peut être difficile à modifier ou à tester, souvent en raison de sa complexité ou de son manque de documentation.

2. Manutention du code hérité

• Refactoring : Processus de restructuration du code sans modifier son comportement externe pour le rendre plus testable.
• Tests incrémentiels : Tester progressivement le code existant au fur et à mesure des modifications pour éviter d’introduire des erreurs.

3. Utilisation du code hérité dans les tests

• Rendre le code hérité plus modulaire et moins dépendant pour le rendre testable.
• Adopter une approche progressive pour intégrer les tests unitaires dans des systèmes existants.

Exercices pratiques

1. Mise en route / Premiers pas

• Configuration d’un environnement de test pour un système embarqué.
• Création des premiers tests unitaires pour une fonction simple.

2. Possibilités de développement ultérieur

• Exploration de cas d’utilisation plus complexes.
• Application des tests unitaires dans des scénarios réels.

3. Exercices d’accompagnement sur les sujets théoriques

• Développement de tests unitaires pour le code embarqué.
• Résolution de problèmes réels rencontrés pendant les tests (dépendances, timing, etc.).

Développement piloté par les tests (TDD)

1. Définition du développement piloté par les tests (TDD)

Le TDD est une méthodologie dans laquelle les tests sont écrits avant le code. Le cycle TDD suit trois étapes : écrire un test, écrire le code, refactoriser.

2. Avantages et inconvénients du TDD

• Avantages :
  • Améliore la qualité du code et la couverture des tests.
  • Favorise une conception modulaire et bien structurée.
• Inconvénients :
  • Peut être chronophage au début du processus de développement.
  • Peut nécessiter des compétences avancées pour être mis en œuvre efficacement.

3. Travailler avec des listes de tests

• Créer des suites de tests systématiques pour garantir que chaque aspect du système est testé.
• Prioriser les tests en fonction des risques et de l’impact.

4. Motifs pour appliquer TDD

• Assurer une couverture de test complète.
• Garantir que les erreurs sont détectées tôt dans le processus de développement.

Ce séminaire permet donc aux participants de se familiariser avec les tests unitaires embarqués, d’en comprendre les enjeux et d’acquérir les compétences nécessaires pour les appliquer de manière efficace à leurs projets de développement embarqué.