本文描述單元測試的概念，以及Test Harness建立的方法和簡單的單元測試過程。

1 單元測試

單元測試，簡單來說就是在Simulink模型中只測試一小部分單元的功能。關于單元測試的概念網(wǎng)上有很多資料了，這里不再贅述。博主從實際工作經(jīng)驗的角度來談談單元測試的價值。

1.1 場景舉例

舉個簡單的例子，某個工程師需要設計一個邏輯，當毫米波雷達跟蹤的目標的置信度大于等于90時，認為該目標是有效目標。于是該工程師設計模型如下：

工程師不小心把判斷條件寫成大于號，而不是大于等于號。這就導致了置信度為90的目標全部被視為Invalid，從而影響了后面一大片的算法丟失了重要的輸入信息。如果沒有單元測試，這個問題就會被帶到開發(fā)流程的后期。例如，該模型生成代碼、編譯集成、刷到車上以后，實車測試的時候發(fā)現(xiàn)后面的功能狀態(tài)機一直不激活，或者控制信號一直不激活。然后再回頭一點點往前擼信號，查找半天才定位到模型中的這個小bug。

這種情況在工作中時常發(fā)生，而且并不能因此責怪工程師的水平不行，因為人總會犯錯誤，避免不了“寫bug”這種情況。因此，需要從流程體系的角度來盡可能提早發(fā)現(xiàn)設計問題。單元測試就可以做到這樣的保障，譬如給上圖這一小部分單元輸入一個數(shù)值為90的Confidence信號，通過模型仿真發(fā)現(xiàn)輸出竟然是False，就可以快速地定位這個缺陷，盡早地修復他。

1.2 簡單的測試方法

既然知道了要在模型中先測試一下，不了解Test Harness的人可能會這么做。把已有的模型改造一下，把inport和outport端口去掉，給他幾個輸入，再用Scope或者disp模塊看看輸出對不對。模型改造成如下所示。

仿真后可以看到disp中的結(jié)果。這么做確實看到了輸出的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了輸入的置信度為90時，輸出的是0。但是這樣操作模型會有很多問題：

• 為了仿真改掉了原有的模型，測完了還得改回去；
• 測試用例不方便保留下來，以后復測的時候還得手動操作一番；
• 如果想要多個不同的測試輸入得把輸入改來改去，不好切換；

針對這些問題，可以直接使用Simulink Test工具箱里的Test Harness，為設計專屬的單元測試環(huán)境，引用原來模型的某個子系統(tǒng)或者整個模型的算法。后文會用一個例子來說明搭建Test Harness的過程，然后直觀地看到他的好處。

2 Test Harness建立

這一節(jié)用以前的一篇博客搭建的模型，來演示一下Test Harness的建立過程，并且通過簡單的輸入進行仿真。

2.1 模型配置

1）首先打開需要測試的模型，這里用以前博主做的一個模型來演示：《Simulink建模：LKA系統(tǒng)功能狀態(tài)機建模》。

2）在模型設置里，需要設置為離散，并且仿真步長設置為和實際控制器中的調(diào)度周期一致；

這樣的話，模型就配置完畢了。

2.2 創(chuàng)建Test Harness

創(chuàng)建Test Harness有兩種做法，為整個slx模型創(chuàng)建，或者為模型中的某個子系統(tǒng)創(chuàng)建。

博主比較傾向于后者，因為單元更小一點，可以聚焦于這部分的功能進行測試。即使是想測試整個模型，也可以將整個模型的最上層打包成一個大型的子系統(tǒng)進行測試。后文就以頂層的子系統(tǒng)LKA_StateMachine為例，來創(chuàng)建TestHarness。

1）右鍵點擊這個子系統(tǒng)，選中Create for XXX

2）在界面中定一個名字，企鵝定好輸入輸出的形式；

這里博主選擇了輸入為Signal Builder，因為用的比較順手，也可以選擇From Workspace導入外部數(shù)據(jù)，或者Test Sequence等等。Signal Builder的用法參照《仿真與測試：通過Signal Builder模塊生成輸入信號》。

另外，如果勾選了Save test harness extern選項后，會生成一個用來保存harness模型的外部文件，否則生成的harness會依附于當前的模型。博主習慣后者，減少一些文件的管理。

3）點擊OK后生成了一個Harness模型，按照之前的選擇配置了輸入為Signal Builder，引用了原模型的子系統(tǒng)作為中間算法；

這樣的話，就不需要對原來的模型進行改造，也能進行單元測試。

4）打開Signal Builder設計一個簡單的測試用例輸入；

測試用例輸入表示，3s時開關打開，1-5s時，車速從0加到80。然后通過信號log可以看到輸出的LKA_Status是否符合該輸入的預期。

這樣就完成了一個Test Harness的創(chuàng)建及一個簡單的單元測試。這個測試環(huán)境可以和

3 總結(jié)

本文描述單元測試的概念，以及Test Harness建立的方法和簡單的單元測試過程。本文只是一個簡單的單元測試，還沒有發(fā)揮出Test Harness的更多功能。Test Harness配合Test Manager和Design Verify，可以搭建一套成體系的測試方法。

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