背景：
我正在使用 Atmel AVR atmega2560 开发一个大型项目。该项目包含大量基于硬件的功能（7 个 SPI 设备、2 个 I2C、2 个 RS485 MODBUS 端口、大量模拟和数字 I/O）。我已经为所有这些设备开发了“驱动程序”，它们为主应用程序循环提供了一个访问所需数据的接口。
问题：
我正在开发的项目最终必须满足 SIL 标准。
我希望能够测试代码并提供良好的代码覆盖率。但是，我找不到任何信息让我开始了解应该如何设置这样的测试框架。
我的想法是我可以拥有一套自动化测试，这将允许对未来的错误修复和功能添加进行测试，以查看它们是否会破坏代码。问题是我不明白如何在芯片上测试代码。
我是否需要硬件来监控设备上的 I/O 并模拟外部连接的设备？任何可以提供的指针将不胜感激。
--史蒂夫
【问题讨论】：
切勿在真实硬件上或针对真实硬件运行单元测试。总是模拟你的 I/O 接口。否则，您无法模拟错误条件，更重要的是，您无法依靠测试来成功。
因此，您需要将应用拆分为可以独立测试的各个部分。模拟（或模拟）这些测试所需的所有硬件，并在开发 PC 上运行它们。
这应该涵盖了您的大部分代码，并将驱动程序留给您。尝试使尽可能多的驱动程序代码在没有硬件的情况下工作。剩下的，你必须想办法让代码在硬件上运行。这通常意味着您必须创建一个带有响应信号等的外部设备的测试台。由于这很脆弱（如“您的测试无法使其自动工作”），您必须在准备好硬件后手动运行这些测试。
【讨论】：
Vectorcast 是一种商业工具，用于在具有代码覆盖率的硬件上运行单元测试。
【讨论】：
这是一个非常好的问题——嵌入式开发人员普遍关心的问题。不幸的是，大多数嵌入式开发人员并不像您那样关心，只在真实硬件上测试代码。但正如另一个答案指出的那样，这基本上可以测试代码的名义功能，而不是角落/错误情况。
这个问题没有单一且简单的解决方案。但是，存在一些指导方针和技术，可以做得相对较好。
首先，将您的代码分层。一层应该是“与硬件无关的”——即函数调用。不要要求用户直接写入硬件寄存器。另一个（较低的）层处理硬件。可以“模拟”该层以测试更高级别。低层没有硬件就无法真正测试，但不会经常更改，需要深度硬件集成，所以这不是问题。
“测试工具”将是您所有与硬件无关的高级代码，其中包含专门用于测试的“假”较低级别。这可以模拟硬件设备的正确和错误功能，从而允许您在 PC 上运行自动化测试。
【讨论】：
您有 JTAG 连接器吗？您或许可以使用 JTAG 来模拟芯片上的错误情况。
【讨论】：
我喜欢将任务分开。例如，当我为我的 Atmel AVR 制作一个循环缓冲区时，我将其全部写入 Code::Blocks 并使用常规 GCC 编译器而不是 AVR GCC 编译器对其进行编译，然后为它创建一个单元测试。我使用了一个特殊的头文件来提供我想要使用的正确数据类型（例如 uint8_t）。我在单元测试中发现了错误，修复了它们，然后将修复的代码转移到 AVR Studio 并集成它。之后，我使用编写的支持函数和 ISR 将缓冲区放入有用的代码中（即，从缓冲区中弹出一个字节，将其推入 UART 数据输出寄存器，将字符串常量附加到缓冲区以用于 printf 函数等）。然后我使用 AVR 模拟器来确保我的 ISR 和函数被调用，并且正确的数据显示在寄存器中。之后我把它编程到芯片上，它工作得很好。
与 AVR Studio 相比，我更喜欢 Code::Blocks 的调试功能，所以我尽可能使用上述方法。当我不能时，我通常只处理硬件。例如，我有一个自动产生方波的计时器。我能做的最好的就是看到针头在模拟器中被旋转。在那之后，我只需要连接一个范围并确保。
我喜欢在调试问题时使用多层次的方法。例如，对于时钟，第一层是“在时钟引脚上放置一个探针，看看那里是否有信号”。如果没有，请探测 uC 上的引脚并寻找信号。然后，我在我的一个 UART 中编写了一个调试接口，我可以在其中查看特定的寄存器值并确保它们是它们应该是的。因此，如果它不起作用，下一步就是“调用寄存器值并确保它是正确的”。
每当您计划调试时，请尝试提前四步左右。这里应该有+5V，但如果没有怎么办？在调试界面中写入一种切换引脚的方法，看看是否会改变它。如果这不起作用怎么办？做其他事情，等等等等。你会遇到“我不知道为什么这该死的东西不起作用！！！！”但希望你能事先弄清楚原因。
【讨论】：