Implementation of Unit Test Cases and Simulated ESM-30 Module for Validating the Integration of a New CANopen Stack into WMAP

Abstract

This Bachelor’s thesis was assigned by Wärtsilä’s Automation System Lifecycle line in the Automation and Control department in Vaasa. The company is developing a new safety module that will support a new set of features that were not possible with the old CANopen stack, therefore the implementation of a new stack was necessary. Consequentially, the implementation needed to be validated and since the ESM30 was still in development, there were no integration tests for it yet and the Unit Tests written for the previously used stack become obsolete when the source code is replaced, making new Unit Tests crucial.

The theoretical part of the thesis explores the CAN and CANopen communication protocols, Unit Testing and Integration Testing, what to consider, how to write good Tests and how to simulate communication from a physical module. Unit Tests were written for the main portion of the new WMAP CANopen source code and integration tests that simulate communication with the safety module.

The results of the thesis work were a set of Unit Test cases that verify that the functionality of the WMAP source code remains consistent when code changes are made and ESM30 safety module integration tests for the UNIC system, which will become a part of Wärtsilä’s Integration Test suite that is run daily.

Detta examensarbete utfördes på uppdrag av Wärtsiläs Automation System Lifecycle linje på avdelningen Automation and Control. Företaget utvecklar en ny säkerhetsmodul med stöd för nya funktioner som inte var möjliga med den föregående CANopen stacken. Syftet med examensarbetet var att validera integrationen av den nya CANopen stacken i Wärtsilä Modular Automation Platform (WMAP). Eftersom ESM-30 modulen fortfarande är under utveckling så har ännu inga integrationstester gjorts och enhetstesterna för den gamla källkoden blir föråldrade och nya testfall måste skrivas.

Examensarbetets teoretiska del utforskar kommunikationsprotokollen CAN och CANopen, enhetstester för mjukvaran och integrationstestning där man simulerar modulen, vad man behöver tänka på och hur man skriver omfattande tester. Enhetstester skapas för den huvudsakliga delen av CANopen källkoden i WMAP och integrationstester som simulerar kommunikation från ESM-30 modulen.

Slutresultatet av examensarbetet är enhetstester som validerar funktionaliteten av WMAP CANopen källkoden när kodändringar görs och integrationstester för integreringen av ESM30 säkerhetsmodulen i UNIC systemet, som utgör en del av integrationstestsviten som körs dagligen.

Tämä opinnäytetyö tehtiin Wärtsilän Automation System Lifecycle -jaostolla, Automation and Control -osastolle. Yritys kehittää uutta suojausmoduulia, joka tukee uusia ominaisuuksia, jotka eivät olleet mahdollisia edellisen CANopen-pinon kanssa. Opinnäytetyön tarkoituksena oli validoida uuden CANopen-pinon integrointi Wärtsilä Modular Automation Platform (WMAP) - alustaan. Koska ESM-30 moduuli on vielä kehitysvaiheessa, integraatiotestejä ei ole vielä tehty ja vanhan lähdekoodin yksikkötestit vanhenevat ja uusia testitapauksia on kirjoitettava.

Opinnäytetyön teoreettisessa osassa tutkitaan CAN- ja CANopen-kommunikaatioprotokollia, yksikkö- ja integraatiotestejä, mitä pitää huomioida näissä, sekä miten kattavia testejä kirjoitetaan. Yksikkötestit kirjoitettiin suurimmalle osalle uutta CANopen-pinon lähdekoodia ja integraatiotesteistä, jotka simuloivat viestintää ESM-30-moduulista.

Opinnäytetyön lopputuloksena ovat yksikkötestit, jotka validoivat CANopen-pinon lähdekoodin koodimuutosten yhteydessä, sekä integraatiotestit ESM-30-turvamoduulin integroimiseksi UNICjärjestelmään, jotka ovat osa integraatiotestipakettia, joka suoritetaan päivittäin.