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嵌入式开发：嵌入式TDD框架

也许单元测试较关键的元素是测试框架。在这篇博文中，我们将讨论在嵌入式开发中C语言的各种选择，并简要分析利弊。

考虑因素

Test Runners

大多数嵌入式编程使用C，下面讨论的所有框架都是针对C或C++的。这本身会带来一些困难。许多单元测试框架利用了被称为“自省”的语言特性。实际上，这是在运行时确定正在执行的程序的结构信息的能力。它对于向框架自我注册的测试非常有用，并广泛用于面向Ruby、Python和Java等语言的框架。

实际上，这意味着C中的测试框架需要程序员做更多的设置工作。大多数框架需要一个手动编写的“runner”来调用测试套件，这可能会导致错误，例如忘记向runner添加特定的测试。有一些工具可以帮助自动化这个过程，但是它们不在严格的“测试框架”的范围之内——它们本身更类似于完整的构建系统。

C++有一些允许自省的特性，所以测试该语言的套件能实现自动测试注册。在大多数情况下，将完全用C编写的项目编译和测试为C++是可能的。这通常是一个好的解决方案，但是对于不习惯这种语言的嵌入式开发人员来说可能会不太舒服。

在硬件上运行

有一篇文章，讨论了运行测试的较佳位置。它列出了三个不同的选项：通过模拟器的开发系统、本地工作站或系统硬件。通常，使用前两个选项中的一个是有意义的，但在某些情况下(或不同的测试)，使用其他选项可能有意义。

话虽如此，测试框架的选择将影响到是否可以执行这些操作。根据你平台可用的模拟器类型，可能很难使用依赖于在操作系统下运行的工具(如check))。这肯定不会对裸金属硬件本身起作用。另一方面，当测试失败可能导致分段错误时，具有在单独的地址空间中运行测试的功能是非常好的。

框架选项

Unity

这个测试框架很轻，非常便于携带。开发人员声称，它可以移植到任何架构上，从高性能的x86机器到8位微控制器，包括具有神秘功能的架构，如奇怪的整数宽度。它专门针对嵌入式开发。

它的缺点是缺乏功能，如地址空间隔离，或自动运行程序生成和测试集成。它与ThrowTheSwitch工具套件集成得很好，其中包括CMock、CException以及Ceedling。当一起使用时，Unity的简单性的许多缺点被减轻了。

Check

check是另一个相对轻量级的C单元测试框架。与Unity不同，相反，它专注于安全和简单易用。它出名的主要原因是它在一个隔离的地址空间中运行每个测试，这意味着可以捕获无效的内存访问。相比之下，使用Unity的测试会因为分段错误而彻底失败。

它还有一些比Unity更方便的功能，包括参数化测试，可以方便地编写应该在一系列不同值上验证输出的例程。它在设计时没有考虑裸机嵌入式开发。

check也有缺点。首先，很明显，是对操作系统的依赖，这意味着直接移植到嵌入式系统非常困难，并且在模拟器下交叉编译运行时可能会有问题。

其次，生成子进程比简单的函数调用要昂贵得多，所以当check必须运行许多测试时，它往往会停滞不前。

像任何其他纯C框架一样，测试运行程序必须手工编写。

GoogleTest

GoogleTest是Google的单元测试框架。它是用C++编写的，但是稍加调整就可以用来测试C应用程序。它支持使用Google Mock，这对于测试依赖于硬件的模块是必要的。

GoogleTest确实支持在单独的地址空间中运行测试，但默认情况下并不这样做。这些测试被称为“死亡测试”，它们主要用于捕捉预期的故障，而不是对意外segfaults等的保护。

这个测试框架的文件非常好，嵌入式开发人员值得一看。