Mejores prácticas de DevOps para el desarrollo de software automotriz

Utilice la automatización de pruebas para permitir la integración continua

Es importante comprender completamente las fases de DevOps y cuándo empezar a usar las herramientas adecuadas para obtener los mejores resultados. También existen diversas herramientas o soluciones de canalización de CI/CD de eficacia comprobada en el mercado que respaldan la implementación de DevOps. Algunas herramientas utilizadas en la industria automotriz incluyen Parasoft, Jenkins, GitHub, GitLab, Azure DevOps, Bitbucket, Bamboo, Docker (contenedores) y más.

Integración continua

Uno de los componentes fundamentales de DevOps es la integración continua. La CI consiste en la fusión de características, correcciones o pequeños cambios de código, respaldada por procesos que incluyen el control de versiones y la automatización de la compilación de software. El objetivo de la CI es establecer una forma consistente y automatizada de compilar, empaquetar y probar aplicaciones en lo que se denomina un "pipeline" de software.

En la mayoría de los casos, las pruebas representan un obstáculo para lograr una integración continua fluida y eficiente. Las pruebas manuales son inviables, por lo que la disyuntiva es automatizarlas o no realizarlas en absoluto. Las pruebas automatizadas van más allá de las pruebas unitarias e incluyen buenas prácticas como el análisis estático y las pruebas de regresión. Además, generan retroalimentación inmediata que se utiliza para ajustar y replanificar la siguiente iteración o sprint.

Automatización de pruebas en el flujo de trabajo de CI/CD

La automatización de pruebas en DevOps implica automatizar los métodos de prueba. Es importante familiarizarse con cada fase de esta metodología y saber dónde activar los métodos de verificación y validación de pruebas.

También es posible que hayas oído hablar del término DevSecOps, que consiste en integrar la seguridad en el flujo de trabajo de DevOps . Requiere un cambio de mentalidad en los equipos para integrar las herramientas y prácticas de seguridad en esta metodología. La seguridad se ha vuelto importante para muchos fabricantes de automóviles debido a los requisitos normativos del WP.29 R155 y la necesidad de incorporar procesos de estándares como ISO 21434.

Una ventaja importante del flujo de trabajo de la canalización de CI/CD es el ciclo de retroalimentación que proporciona para que la parte "continua" funcione correctamente. Cualquier interrupción en el ciclo causa ineficiencias que provocan retrasos en el desarrollo y la implementación.

Cómo las herramientas de automatización de pruebas ayudan con las pruebas unitarias

Las herramientas de automatización de pruebas proporcionan una forma de evitar los siguientes obstáculos en las pruebas unitarias:

• Prueba unitaria y los marcos de afirmación proporcionan formatos de ejecución estandarizados como CPPUnit.
• La integración IDE entrega los resultados de las pruebas unitarias directamente al desarrollador.
• La generación de pruebas unitarias guiadas reduce el esfuerzo de codificación.
• La burla de funciones aísla el código de sus dependencias.
• La cobertura del código muestra qué código se ejecutó.
• Ejecución de pruebas basadas en host y destino.

Al hacer que las pruebas sean más eficientes dentro del flujo de trabajo de CI/CD, es posible mejorar la cobertura de las pruebas con cada ciclo y no impedir el progreso del proyecto con pruebas continuas.

Elimine los obstáculos de validación y verificación con pruebas continuas en los sistemas host y de destino.

La integración continua es solo una parte de un proceso de desarrollo continuo que necesita pruebas y entrega para aprovechar los beneficios del enfoque.

Las pruebas continuas proporcionan una forma automatizada y discreta de obtener retroalimentación inmediata sobre una versión candidata de software. Las pruebas continuas no son simplemente más automatización de pruebas. Su propósito es incorporar calidad y seguridad al producto como parte de un proceso continuo de integración, lanzamiento y entrega.

Algunas actividades de prueba continua

• Utilice el análisis estático desde el principio Para la detección de errores y vulnerabilidades de seguridad. La detección temprana, generalmente en el escritorio del desarrollador, evita que los errores desperdicien tiempo en las pruebas unitarias y se incorporen a la compilación del software.
• Hacer cumplir un estándar de codificación para cumplir con los estándares corporativos y de la industria requeridos, como MISRA C/C++ o SEI CERT C. Adherirse a un estándar de codificación evita que clases enteras de defectos y malas prácticas de codificación ingresen a la compilación y se conviertan en problemas mayores más adelante.
• Automatizar la ejecución de pruebas en sistemas host y de destino Tan pronto como se codifican las unidades y los subsistemas integrados están listos, las pruebas necesarias para verificar las unidades también incluyen pruebas no funcionales, de carga, de seguridad y de rendimiento. Estas pruebas se ejecutan directamente desde el sistema de orquestación de CI. Los resultados se extraen y recopilan en la misma compilación. La información de cobertura de código (declaración, rama y MC/DC) se cruza por unidad, archivo, prueba y número de compilación.
• Mantener la trazabilidad de los requisitos Correlacionar el código, las pruebas y otros recursos con los requisitos de las partes interesadas. Esto proporciona una evaluación objetiva de los requisitos que funcionan según lo previsto, los que requieren validación y los que están en riesgo.
• Utilice el análisis de impacto de las pruebas Para enfocarse en las áreas de pruebas. Desde una perspectiva de riesgo, los cambios en el código impactan más que el software en sí. Afecta las pruebas y los recursos relevantes. A medida que los equipos realizan cambios en el código, surgen preguntas: ¿Necesitamos nuevas pruebas o modificar las existentes? ¿Cuál es el impacto en las dependencias? La automatización ayuda a los equipos a enfocarse únicamente en las pruebas afectadas.
• Mantener los datos de prueba automáticamente Para aumentar la eficacia de una estrategia de pruebas continuas. Unas buenas prácticas de gestión de datos de prueba aumentan la cobertura y generan resultados más precisos. Sin embargo, desarrollar o acceder a los datos de prueba puede suponer un reto considerable en términos de tiempo, esfuerzo y cumplimiento normativo.
• Confíe en las pruebas y la generación de datos Para que las pruebas continuas funcionen. Puedes generar continuamente datos adecuados para el tipo de escenario que intentas ejecutar, en lugar de depender de fuentes de datos de producción y esperar que todos los datos correctos estén en el lugar correcto. Combinar la generación de datos con la simulación te permitirá inyectar los datos correctos en el lugar correcto, en el momento correcto.

Pruebas continuas en sistemas objetivo automotrices integrados y anfitriones

A nivel de desarrollo, el software automotriz no difiere mucho del desarrollo de aplicaciones típico. Requiere IDE, compiladores, análisis estático y dinámico, y herramientas de compilación. Sin embargo, las herramientas suelen estar orientadas a arquitecturas diferentes a las que funcionan, por ejemplo, el entorno host frente al entorno de destino. Las versiones de las herramientas son importantes para garantizar un entorno de desarrollo homogéneo para todo el equipo.

La automatización de las pruebas de software para la industria automotriz es más compleja debido a la dificultad de iniciar y supervisar las pruebas en sistemas embebidos, sin mencionar el acceso limitado al hardware que tienen los equipos de desarrollo. La automatización de las pruebas de software es fundamental para que las pruebas automotrices sean viables de forma continua, desde el sistema de desarrollo hasta el sistema de destino.

Las pruebas de software automotriz requieren mucho tiempo. Automatizar el conjunto de pruebas de regresión proporciona un ahorro significativo de tiempo y costos. Además, la recopilación de los resultados de las pruebas y los datos de cobertura de código del sistema de destino son esenciales para la validación y el cumplimiento de las normas.

La trazabilidad entre los casos de prueba, los resultados de las pruebas, el código fuente y los requisitos debe registrarse y mantenerse, lo que significa que la recopilación de datos es fundamental en la ejecución de las pruebas.

Una solución como Parasoft C/C++test incluye un entorno de prueba optimizado para minimizar la sobrecarga adicional en cuanto al tamaño del binario y lo proporciona en forma de código fuente, que se puede personalizar si se requieren modificaciones específicas de la plataforma.

Aproveche los contenedores para crear entornos de desarrollo consistentes, reproducibles y seguros

Los equipos de desarrollo saben que los flujos de trabajo de CI/CD funcionan igual, independientemente de si están en contenedores o no. El valor que los contenedores aportan a los equipos de DevOps reside en que facilitan la implementación y la aplicación de parches a las aplicaciones. Las organizaciones pueden adaptar los contenedores a sus necesidades para acelerar el desarrollo, las pruebas y la producción en casos de uso ágiles y DevOps.

Cuando se trata de administrar entornos de desarrollo complejos, especialmente en el espacio crítico para la seguridad, los equipos generalmente enfrentan los siguientes desafíos:

• Sincronizar actualizaciones para todo el equipo a una nueva versión de una herramienta como un compilador, construir una cadena de herramientas, etc.
• Reaccionar dinámicamente a un nuevo parche de seguridad para la biblioteca o el kit de desarrollo de software (SDK).
• Garantizar la coherencia de la cadena de herramientas para todos los miembros del equipo y la infraestructura automatizada o CI/CD.
• Capacidad de versionar el entorno de desarrollo y restaurarlo para dar servicio a la versión anterior del producto que fue certificada con una cadena de herramientas específica.
• Incorporación y creación de nuevos desarrolladores.

Todos estos problemas son fáciles de resolver con contenedores. Cada contenedor contiene las versiones estandarizadas de la cadena de herramientas de desarrollo, incluyendo herramientas de análisis estático, compilador, IDE y herramientas de compilación. Estos contenedores se actualizan de forma centralizada y se implementan según sea necesario cuando un desarrollador trabaja en el código del proyecto.

La consistencia del entorno de desarrollo elimina cualquier error que pueda surgir si los desarrolladores tienen versiones ligeramente diferentes de las herramientas en sus escritorios. Es una buena manera de garantizar que todos usen la versión correcta de cada herramienta, lo cual podría ser importante posteriormente para el cumplimiento normativo. Los contenedores también proporcionan una forma centralizada de actualizar las herramientas y garantizan que estas actualizaciones se propaguen inmediatamente por toda la organización.