随着开源计算架构RISC-V逐渐成为全球软硬件开发的热点,真正实现对其硬件平台的高效而自动化的测试体系,已成为推动技术发展和应用普及的关键。硬件在环测试(Hardware-in-the-Loop,HIL)作为确保软件与硬件深度融合的重要环节,其复杂性和对设备的依赖性,使得传统测试往往费时费力,难以适应快速迭代和广泛应用的需求。针对这一行业痛点,Linux基金会旗下的RISE项目携手知名开源软件公司Collabora,共同打造了一套基于真实硅片的自动化RISC-V硬件在环测试解决方案,极大提升了测试的可靠性和可扩展性。RISC-V开放指令集架构被誉为下一代处理器体系结构的革命,它以开源和模块化为核心理念,打破了传统封闭架构的桎梏,激发了全球范围内软硬件创新热潮。然而,硬件平台的多样化和开发门槛使得开发者缺乏便捷高效的测试环境,制约了生态系统的进一步成长。RISE项目诞生的初衷正是填补这一空白,通过搭建公开、可复制的自动化测试平台,推动开发效率和代码质量同步提升。
Collabora作为硬件在环测试领域的重要推动者,拥有庞大的LAVA实验室,内置近400台设备,涵盖近70种型号,支持KernelCI、Mesa、Apertis等多个开源项目的测试需求。这一成熟的测试基础设施为此次RISC-V测试的扩展打下坚实基础。此次合作将两款主流RISC-V开发板 - - Banana Pi BPI-F3和SiFive HiFive Premier P550纳入Collabora的LAVA测试实验室,构建起全自动的硬件测试流水线。该流水线覆盖从高层操作系统测试到底层启动链恢复和引导加载器重新刷写的全链路自动化。通过结合LAVA与Boardswarm两大开源工具,实现了远程设备管理、自动电源控制、串口监控及网络引导,极大降低了人工干预的需求。实现硬件在环测试的关键在于对SoC启动流程的深刻理解。
每款SoC在加电后的第一步均为执行内嵌的BootROM代码,负责加载第一阶段引导程序(FSBL)。通常,FSBL存储于本地闪存中,但硬件设计亦支持通过USB等接口进入"下载模式",从外部上传首阶段引导代码。这一模式对于设备恢复与初始软件载入非常关键。Banana Pi BPI-F3通过硬件按键触发下载模式,测试项目创新地设计了硬件自动"按键"机制,实现远程控制。SiFive HiFive P550除了物理DIP开关外,更配备微控制器,能够通过串口命令调整启动模式,Collabora为Boardswarm添加了支持该功能的模块,实现了更为灵活的软件控制。实现FSBL上传则依托于各自厂商定义的协议。
Banana Pi在下载模式下模拟USB存储设备,等待用户写入引导文件,这一流程由Boardswarm自动化操作完成。SiFive板则支持基于Android项目定义的fastboot协议,尤其扩展了fastboot的"stage"命令,用于将引导程序加载到内存中而非直接写入存储。成功加载FSBL后,系统即进入完全控制状态,两款开发板均配置了启动fastboot服务,为后续引导加载器重写及固件升级提供接口。此外,SiFive平台引入了u-boot对SPI闪存的fastboot写入支持,摒弃特定厂商定制命令,实现统一协议标准化。整个流程的自动化程度极高,测试系统可远程执行设备重置、切换下载模式、加载引导程序、启动fastboot、重刷固件,确保硬件测试任务的连续性和稳定性。该自动化方案不仅极大提升了测试效率,还为开源社区提供了宝贵的实践案例和技术文档。
Collabora与RISE团队将完整的实验室配置流程、硬件清单、引导链源码、更新机制、Boardswarm自动化配置及相应Linux内核和Debian镜像进行了公开,助力更多开发者和厂商自主搭建定制化的RISC-V测试环境。这不仅对KernelCI等上游项目的软件质量保障产生积极影响,也为工业级RISC-V平台的稳定性和安全性奠定了坚实基础。未来,随着RISC-V软硬件生态的不断壮大,硬件在环测试的重要性愈发凸显。利用自动化工具及开放测试平台,开发者能够实现更频繁、更深入的测试,从而加速新功能的集成和验证,降低故障率,提高产品竞争力。此外,自动化测试架构也将促进更多创新场景的探索,如异构计算平台的联合调试、硬件安全漏洞的自动检测等。可以预见,基于真实硅片的RISC-V硬件在环自动化测试作为开源软件与硬件深度融合的典范,将持续推动技术边界的拓展与行业生态的繁荣。
开发者和企业应积极关注相关项目动态,结合丰富的文档资源,尝试复制与优化测试环境,以实现自身软硬件创新的最佳实践。综上所述,RISE项目与Collabora通过引入Banana Pi BPI-F3和SiFive HiFive Premier P550硬件平台,实现了成熟、可扩展的RISC-V自动化硬件在环测试体系。这不仅解决了生态中重要的测试瓶颈,也为开源社区和产业界构建了一个可信赖的公共测试资源。借助详细透明的技术方案和先进工具,该项目开启了RISC-V架构全面落地应用的新篇章,必将对未来的软硬件协同开发产生深远影响。 。
