Testing embedded software in a simulated environment

Abstract. In this master’s thesis, a simulation environment that can be used to execute embedded software’s unit tests is implemented. The purpose of the simulation is to make the development of the embedded firmware easier, cheaper, and faster. Also, the purpose is to make remote work easier by enabling unit test and integration test execution on a laptop. This topic has been researched a lot before and many different solutions and tools exist for embedded system simulation. Some of these solutions are introduced in this paper. After the introduction, two of the solutions are implemented for one embedded system that uses monolithic firmware. The solutions implemented are emulation based on the Unicorn emulator and a simulation with native execution on a PC. Each solution has advantages and disadvantages. But in this case, the native execution on a PC was better, as the test execution was two times faster than in Unicorn emulator and three times faster than in an embedded device. Native execution was also easier to implement than Unicorn emulator and could use free compilers like GCC and Clang. The biggest disadvantage with native execution was the low fidelity.Sulautetun ohjelmiston testaaminen simuloidussa ympäristössä. Tiivistelmä. Tässä diplomityössä tehdään simulointiympäristö, jolla voidaan ajaa sulautetun järjestelmän yksikkö- ja integraatiotestejä. Simulaation tarkoitus on tehdä sulautetun järjestelmän ohjelmistokehitys helpommaksi, halvemmaksi ja nopeammaksi. Lisäksi simulaatiolla saadaan tehtyä etätyöskentely helpommaksi, kun yksikkö- ja integraatiotestit voidaan ajaa kannettavalla tietokoneella. Sulautetun järjestelmän simulointia on tutkittu paljon ja simulointiin on kehitetty monia eri ratkaisuja ja työkaluja. Osa näistä työkaluista esitellään tässä diplomityössä. Esittelyn jälkeen toteutetaan kaksi eri simulointi ympäristöä yhdelle sulautetulle järjestelmälle. Toteutetut simulaatiot ovat: emulaatio joka tehdään Unicorn emulaattorilla ja simulaatio joka toteutetaan natiiviajona PC:llä. Molemmilla ratkaisuilla on hyvät ja huonot puolet. Mutta kokonaisuutena natiiviajo oli parempi tälle sulautetulle järjestelmälle, koska natiiviajo oli kaksi kertaa nopeampi kuin Unicorn emulaattori ja kolme kertaa nopeampi kuin sulautettu järjestelmä. Lisäksi natiiviajo oli helpompi toteuttaa kuin Unicorn emulaattori ja natiiviajossa voitiin käytettään ilmaisia kääntäjiä kuten GCC ja Clang. Huonoin puoli natiiviajossa oli se, että natiiviajon tarkkuus ei ollut kovin hyvä, eikä sillä näin ollen pystynyt testaamaan kaikkia asioita koodista