rt-thread-official/examples/utest/testcases/drivers/serial_v2

1、介绍

该目录下 c 文件是新版本串口的测试用例，在 examples/utest/testcases/drivers/serial_v2 目录结构里，该测试用例用来测试串口的各个操作模式是否正常工作。

2、 文件说明

文件	描述
uart_rxb_txb.c	串口接收阻塞和发送阻塞模式 的测试用例
uart_rxb_txnb.c	串口接收阻塞和发送非阻塞模式 的测试用例
uart_rxnb_txb.c	串口接收非阻塞和发送阻塞模式 的测试用例
uart_rxnb_txnb.c	串口接收非阻塞和发送非阻塞模式 的测试用例
uart_blocking_tx.c	串口阻塞发送模式 的测试
uart_blocking_rx.c	串口阻塞接收模式 的测试
uart_nonblocking_tx.c	串口非阻塞发送模式 的测试
uart_nonblocking_rx.c	串口非阻塞接收模式 的测试

3、软硬件环境

硬件上需要支持 RT-Thread 的完整版操作系统，版本为4.0.4及以上，且硬件有串口硬件外设，软件上需要支持 内核接口、IPC 、Device 框架。

4、测试项

4.1 测试说明

上文所提及的模式是指串口使用时的操作模式，不涉及硬件的工作模式的配置情况（硬件工作模式一般有轮询POLL、中断INT、DMA），因此使用时需要结合具体的硬件工作模式去配置使用。例如 发送阻塞和接收非阻塞模式 ，这个测试有很多种硬件配置，配置情况例如：DMA发送阻塞和DMA接收非阻塞，INT发送阻塞和DMA接收非阻塞，POLL发送阻塞和DMA接收非阻塞等等。因此通过排列组合后的测试场景有4*9=36种，有意义的组合方式为20种。如下表：

接收非阻塞	发送阻塞	组合	有意义的组合方式
POLL	POLL	RX_POLL + TX_POLL
	INT	RX_POLL + TX_INT
	DMA	RX_POLL + TX_DMA
INT	POLL	RX_INT + TX_POLL	✔
	INT	RX_INT + TX_INT	✔
	DMA	RX_INT + TX_DMA	✔
DMA	POLL	RX_DMA + TX_POLL	✔
	INT	RX_DMA + TX_INT	✔
	DMA	RX_DMA + TX_DMA	✔

接收非阻塞	发送非阻塞	组合	有意义的组合方式
POLL	POLL	RX_POLL + TX_POLL
	INT	RX_POLL + TX_INT
	DMA	RX_POLL + TX_DMA
INT	POLL	RX_INT + TX_POLL
	INT	RX_INT + TX_INT	✔
	DMA	RX_INT + TX_DMA	✔
DMA	POLL	RX_DMA + TX_POLL
	INT	RX_DMA + TX_INT	✔
	DMA	RX_DMA + TX_DMA	✔

接收阻塞	发送阻塞	组合	有意义的组合方式
POLL	POLL	RX_POLL + TX_POLL
	INT	RX_POLL + TX_INT
	DMA	RX_POLL + TX_DMA
INT	POLL	RX_INT + TX_POLL	✔
	INT	RX_INT + TX_INT	✔
	DMA	RX_INT + TX_DMA	✔
DMA	POLL	RX_DMA + TX_POLL	✔
	INT	RX_DMA + TX_INT	✔
	DMA	RX_DMA + TX_DMA	✔

接收阻塞	发送非阻塞	组合	有意义的组合方式
POLL	POLL	RX_POLL + TX_POLL
	INT	RX_POLL + TX_INT
	DMA	RX_POLL + TX_DMA
INT	POLL	RX_INT + TX_POLL
	INT	RX_INT + TX_INT	✔
	DMA	RX_INT + TX_DMA	✔
DMA	POLL	RX_DMA + TX_POLL
	INT	RX_DMA + TX_INT	✔
	DMA	RX_DMA + TX_DMA	✔

需要解释的是，为什么会存在无意义的组合模式，举个例子，非阻塞模式下，肯定是不会出现POLL（轮询）方式的，因为POLL方式已经表明是阻塞方式了。 该测试用例在测试多种组合时，需要通过更改rtconfig.h文件对硬件模式进行静态配置。

4.2 测试思路

前四个测试用例的测试思路:

硬件上：短接串口的发送TX引脚和接收RX引脚，完成自发自收的回路。

软件上：创建两个线程A和B，A为接收线程，B为发送线程，设置A线程优先级比B线程优先级高。发送线程发送随机长度（长度范围是 0 到 1000）的数据，接收线程接收到数据进行校验，数据正确则测试通过，默认测试100次。

后四个测试用例的测试思路:

硬件上: 不需要将TX,RX引脚进行短接,每次只针对发送或接收中的一种进行测试，更为简单与直接

软件上: 四个样例每次仅测试TX/RX中的一种引脚与一种对应的阻塞/非阻塞模式
四种测试模式具体分为:

阻塞接收模式----(硬件工作模式可选: 轮询, 中断, DMA)
阻塞发送模式----(硬件工作模式可选: 轮询, 中断, DMA)
非阻塞接收模式--(硬件工作模式可选: 中断, DMA)
非阻塞发送模式--(硬件工作模式可选: 中断, DMA)

其中阻塞或非阻塞背后的具体硬件工作模式选择(如 轮询, 中断, DMA)需要对rtconfig.h文件做出配置,具体配置流程可见文章中关于 seril_v2硬件工作模式的选择一节.

发送测试流程 :

1. 先关闭串口,再以需要测试的模式打开.
2. 然后依次发送 UART_SEND_TIMES(默认为400) * 1024, 8, 32, 128, 512, 1024个数据.
3. 发送的同时记录每次发送所耗费的时钟周期与成功发送的数据数量.
4. 打印记录的数据,通过时钟周期来反应发送效率, 通过成功发送的数据量来反应是否产生丢包问题.

接收测试流程 :

1. 先关闭串口,再以需要测试的模式打开.
2. 然后以此接收 256, 256, 256, 128, 128, 共计1024个数据
3. 接收的同时记录成功接收的数据数量
4. 打印记录的数据, 通过现实成功接收的数据量与串口发送的数据量做对比,来验证是否出现丢包问题

5、配置

使用该测试用例需要在 env 工具的 menuconfig 中做相关配置，配置如下所示（使用 RT-Thread-Studio 的配置路径一致 ）：

RT-Thread Utestcases  --->
    [*] RT-Thread Utestcases  --->
           Utest Serial Testcase --->
                [*] Serial testcase

6、使用

- 编译下载。

- 在 MSH 中输入 utest_run testcases.drivers.uart_rxb_txb 运行串口接收阻塞和发送阻塞测试用例。

- 在 MSH 中输入 utest_run testcases.drivers.uart_rxb_txb 运行串口接收阻塞和发送阻塞测试用例。

- 在 MSH 中输入 utest_run testcases.drivers.uart_rxb_txb 运行串口接收阻塞和发送阻塞测试用例。

- 在 MSH 中输入 utest_run testcases.drivers.uart_rxb_txb 运行串口接收阻塞和发送阻塞测试用例。

- 在 MSH 中输入 utest_run testcases.drivers.uart_blocking_tx 运行串口阻塞发送测试

- 在 MSH 中输入 utest_run testcases.drivers.uart_blocking_rx 运行串口阻塞接收测试

- 在 MSH 中输入 utest_run testcases.drivers.uart_nonblocking_tx 运行串口非阻塞发送测试

- 在 MSH 中输入 utest_run testcases.drivers.uart_nonblocking_rx 运行串口非阻塞接收测试

如果仅仅配置了 Serial testcase 相关的测试用例，则直接输入 utest_run 运行即可将上述测试用例按序测试。

7、注意事项

- 需配置正确的测试用例。

- 如有需要，可开启 ULOG 查看测试用例日志信息。

- 需在 MSH 中输入正确的命令行。

- 测试用例默认的测试数据长度范围最大为1000字节，如果接收端的缓冲区大小配置为小于1000字节时，那么在测试接收阻塞模式时，将会由于获取不了1000字节长度导致线程持续阻塞（因为测试用例是按 recv_len 长度去接收的，而不是按照单字节去接收的），因此建议接收端的缓冲区大小 （对应宏例如为 BSP_UART2_RX_BUFSIZE）设置为1024即可；当然也可按需减小测试的最大数据长度。

- 该测试用例需要结合硬件具体的工作模式（POLL 、INT、DMA）进行测试，而硬件工作模式只能选择一种，因此需要在 rtconfig.h 中对串口相应的宏进行配置，来选择不同的工作模式去进行测试。