專案名稱

通訊埠壓力及吞吐量自動化測試專案(Linux Serial Port Burning Test Case)

開發者：劉宇蓁

專案概述

本專案旨在開發一個自動化測試程式，用於控制通訊埠(Serial port)，實現資料的傳送與接收，用於測試MOXA工業電腦(Industrial PC，IPC)中的通訊埠(Serial Port)，並設計模組化架構與產出設計文件與測試報告。該程式提供使用者一個方便的指令介面，如圖一所示，以設定通訊埠的參數、執行資料傳送或接收，並測量傳輸的吞吐量，支援x86 Debian 11 Linux 及 ARM Debian 11 Linux設備上運行，程式執行畢將自動輸出執行結果與吞吐量紀錄文件。

                                                                     圖一、使用者介面

• 介面說明：
  1. -h --help：顯示程式說明。
  2. -r ROLE：設定角色，0 代表接收端，1 代表發送端。
  3. -m MODE：設定通訊埠模式(RS232、RS485-2W及RS422/RS485-4W)。
  4. -p PORT：對應Linux 及Window設定不同串列通訊埠格式。
  5. -b BAUDRATE：設定波特率，範圍在 50 到 921600 之間。
  6. -f FLOWCONTROL：設定流量控制(NONE、 RTS/CTS及Xon/Xoff)。
  7. -x DPS：設定 DPS(資料位、奇偶校驗、停止位)。
  8. -t TIMEOUT：設定通訊埠的超時時間。
  9. -T TEST_TIME：設定執行時間。

功能概述與架構設計

程式主要使用模組化設計，分為三個不同模組，分別為通訊埠控制(Serial port control)、資料傳送與接收(data transfer)、外部指令(external command)，如圖二所示執行架構圖，圖三所示軟體架構圖，圖四所示程式類別圖(Class Diagram)。

                                                                          圖二、執行架構圖

1. 通訊埠控制(Serial port control)
   • 使用者輸入波特率、資料位、奇偶校驗、流量控制等配置參數。
   • 使用 argparse 模組來定義和解析命令列參數，如角色（接收或傳送節點）、通訊埠設定、波特率、流量控制、資料位、奇偶校驗。
   • 使用 pyserial 模組實現通訊埠控制。
2. 資料傳送與接收(data transfer)
   • 提供使用者選擇角色（接收或傳送節點），實現資料的傳送和接收。
   • 傳送節點，使用者輸入傳送資料，由程式測量傳送的吞吐量。
   • 接收節點，程式將持續監聽通訊埠，接收並顯示接收到的資料。
3. 外部指令(external command)
   • 通過 subprocess 模組進行操作，負責執行外部命令
   • 控制MOXA 電腦的執行指令，如 mx-uart-ctl

                                                                       圖三、軟體架構圖

                                                            圖四、程式類別圖(Class Diagram)