CANopen-laitteiden simulointi Robot Frameworkissa

Abstract

Tässä työssä käsitellään Robot Framework -testialustalle toteutettua CANopen-laitteiden simulointiin tarkoitetun kirjaston suunnittelua ja toteutusta. Projektissa luotiin konseptitodistus Robot Frameworkin käyttämisestä CANopen-laitteiden yhteensopivuustestauksessa ja laitteiden simuloinnista CAN-väylällä avointa lähdekoodia käyttäen. Pääpaino projektissa oli slave-laitteiden simuloinnin toteuttamisella.

Kirjasto toteutettiin avoimen lähdekoodin päälle käyttäen pääasiassa Christian Sandbergin CANopen for Python -kirjastoa, joka on avoimesti käytettävissä ja kehitettävissä Github-palvelussa. Kirjasto valittiin erityisesti sen tarjoaman EDS-toiminnallisuuden vuoksi, mikä mahdollisti laitemallin luomisen suoraan EDS-tiedoston avulla.

Toteutetun kirjaston toiminta perustuu simuloitujen slave-laitteiden luomiseen testiympäristön aliprosesseina, joiden kanssa pääprosessi kommunikoi sijaisobjektien kautta. Ensimmäinen kehitysversio sisältää valmiin aihion Robot Framework -avainsanojen toteuttamiseen helposti luomalla kirjastoihin uusia metodeja.

Toteutusta testattiin virtuaalisessa CAN-väylässä testaamalla kirjaston master- ja slave-toiminnallisuuksia toisiaan vasten. Esimerkissä luotiin yksinkertaiset testitapaukset CANopenin NMT- ja SDO-toiminnoille, jotka ajettiin kirjastossa toteutetuilla avainsanoilla. Testit todettiin toimiviksi tarkkailemalla CAN-väylää Linuxin candump-työkalulla.

Tuloksena projektista saatiin jatkokehitystä varten hyvä aihio, joka tullaan mahdollisesti julkaisemaan joko avoimena lähdekoodina tai lisensoituna tuotteena. Suurimpina etuina teollisiin testityökaluihin nähden huomattiin mahdollisuus käyttää testejä virheenjäljitykseen ja testikirjaston tarjoamaparempi näkyvyys testien yksityiskohtiin verrattuna graafisilla käyttöliittymillä toteutettuihin työkaluihin. Potentiaalisena hyötynä huomattiin myös helpompi integraatio laajempiin testausjärjestelmiin.

This bachelor’s thesis describes the planning and implementation of a CANopen device simulation library for Robot Framework test automation platform. The out-come of the project was a proof of concept for using Robot Framework and open source code for conformance testing and simulation of CANopen devices on an actual CAN bus. The main focus of the project was on simulation of slave devices.

The library was implemented on top of open source code, mainly the CANopen for Python library originally created by Christian Sandberg, which is free for use and development on collaboration service Github. The library was chosen especially for providing functionality for creating object dictionaries directly from EDS files.

The functionality of the implemented library is based on creating slave devices as subprocesses for the test environment, which communicate with the main process via proxy objects that abstract the communication between processes to a single datatype. The first version of the library contains an easily expandable mold for implementing further Robot Framework keywords as new methods for the classes provided.

The implementation was tested on a virtual CAN bus by testing the functionalities of both the master and the slave parts of the library against each other. The test example contained simple cases for the NMT and SDO functions of CANopen, that were created by using keywords implemented in the library. The traffic on the CAN bus was verified to be correct using the candump utility on Linux.

The results of the project provided a good platform for further development, which may be released later on either as an open source product or as a licenced product. Main benefits compared to most GUI based commercial products were found to be the better visibility on the functionality of created test scripts and the possibility of using the implemented tests scripts for debugging the tested functionality. Potential benefits may also include easier integration to wider test systems.