Seminar MCUboot Testautomatisierung, Simulator und Robustheitsprüfung

Das zweitägige Fachseminar vermittelt eine reproduzierbare Teststrategie für Imagevalidierung, Updateverfahren, Stromausfälle und Plattformintegrationen. Die technischen Zusammenhänge werden nicht nur beschrieben, sondern an einem durchgängigen Beispielsystem bis zu prüfbaren Boot- und Updatezuständen nachvollzogen.

Die Bearbeitung umfasst die Themenfelder Testmodell, Simulator und Imagevarianten, Störtests, Hardware und CI-Auswertung. Jeder Themenblock beginnt mit einem eigenen Inhaltsverzeichnis, wird anschließend in klaren Arbeitsschritten umgesetzt und endet mit einer praktischen Prüfung einschließlich typischer Fehler- und Grenzfälle.

Inhaltsverzeichnis

• Zielgruppe
• Voraussetzungen
• Lernziele
• Seminarinhalte
• Tag 1: Testmodell, Simulator und Imagevarianten
• Tag 2: Störtests, Hardware und CI-Auswertung
• Praxisanteil
• Arbeitsweise

Zielgruppe

Firmware-Tester, Entwickler, CI-Verantwortliche und Security-Reviewer.

Voraussetzungen

C-Kenntnisse, MCUboot-Grundlagen sowie Erfahrung mit automatisierten Tests und Buildsystemen.

Lernziele

• Testebenen von Unit-Test bis Hardware-Störtest sinnvoll strukturieren
• gültige und manipulierte Images automatisiert erzeugen
• Update- und Revert-Zustände im Simulator deterministisch prüfen
• Stromausfall-, Flash- und Kryptofehler in CI und Hardwaretests integrieren

Seminarinhalte

Die Inhalte werden in aufeinander aufbauenden Kapiteln bearbeitet. Jedes Tageskapitel enthält ein eigenes Inhaltsverzeichnis und einen schrittweisen Praxisablauf.

Tag 1: Testmodell, Simulator und Imagevarianten

Inhaltsverzeichnis des Tageskapitels

• Testpyramide für Parser, bootutil, Flash-Backend, Bootanwendung und Gesamtgerät
• automatische Erzeugung gültiger, abgelaufener und gezielt beschädigter Images
• Simulatorzustände für Primärslot, Sekundärslot, Trailer und Swap-Fortschritt
• positive und negative Validierungstests für Header, TLV, Hash und Signatur
• parametrisierte Tests für Slot-Größen, Sektorgeometrien und Updateverfahren

Schrittweise Bearbeitung

1. Schritt 1: „Testpyramide für Parser, bootutil, Flash-Backend, Bootanwendung und Gesamtgerät“ wird fachlich eingeordnet; Systemgrenzen, Voraussetzungen und Abhängigkeiten werden festgehalten.
2. Schritt 2: Für „automatische Erzeugung gültiger, abgelaufener und gezielt beschädigter Images“ werden die relevanten Konfigurationswerte, Datenstrukturen und Werkzeuge am Beispielprojekt nachvollzogen.
3. Schritt 3: „Simulatorzustände für Primärslot, Sekundärslot, Trailer und Swap-Fortschritt“ wird am Beispielprojekt praktisch umgesetzt und mit Bootmeldungen, Speicherinhalten oder Prüfdaten kontrolliert.
4. Schritt 4: Zu „positive und negative Validierungstests für Header, TLV, Hash und Signatur“ wird ein Fehler- oder Grenzfall gezielt erzeugt, ausgewertet und mit einer belastbaren Korrektur behoben.
5. Schritt 5: „parametrisierte Tests für Slot-Größen, Sektorgeometrien und Updateverfahren“ wird abschließend in einen wiederholbaren Arbeits- und Prüfablauf für Entwicklungs- oder Produktionsprojekte überführt.

Praktische Umsetzung

Ein Testdatengenerator und eine Simulator-Suite werden aufgebaut; jede Manipulation muss einem erwarteten, eindeutig prüfbaren Bootergebnis entsprechen.

Tag 2: Störtests, Hardware und CI-Auswertung

Inhaltsverzeichnis des Tageskapitels

• Reset-Injektion während Erase-, Write-, Copy- und Statusoperationen
• simulierte Flash-Fehler, Timeouts und inkonsistente Rückgabewerte
• Watchdog-, Cache- und Sprungfehler auf realer Hardware
• Testselektion, Laufzeitoptimierung und Trennung schneller von langen Tests
• Artefakte, Flash-Dumps und Diagnoseinformationen für fehlgeschlagene CI-Läufe

Schrittweise Bearbeitung

1. Schritt 1: „Reset-Injektion während Erase-, Write-, Copy- und Statusoperationen“ wird fachlich eingeordnet; Systemgrenzen, Voraussetzungen und Abhängigkeiten werden festgehalten.
2. Schritt 2: Für „simulierte Flash-Fehler, Timeouts und inkonsistente Rückgabewerte“ werden die relevanten Konfigurationswerte, Datenstrukturen und Werkzeuge am Beispielprojekt nachvollzogen.
3. Schritt 3: „Watchdog-, Cache- und Sprungfehler auf realer Hardware“ wird am Beispielprojekt praktisch umgesetzt und mit Bootmeldungen, Speicherinhalten oder Prüfdaten kontrolliert.
4. Schritt 4: Zu „Testselektion, Laufzeitoptimierung und Trennung schneller von langen Tests“ wird ein Fehler- oder Grenzfall gezielt erzeugt, ausgewertet und mit einer belastbaren Korrektur behoben.
5. Schritt 5: „Artefakte, Flash-Dumps und Diagnoseinformationen für fehlgeschlagene CI-Läufe“ wird abschließend in einen wiederholbaren Arbeits- und Prüfablauf für Entwicklungs- oder Produktionsprojekte überführt.

Praktische Umsetzung

Ein Upgrade wird an mehreren zufälligen und festen Punkten unterbrochen; nach jedem Neustart wird automatisch geprüft, ob ein gültiges Image erreichbar bleibt.

Praxisanteil

Der praktische Anteil umfasst ein testdatengenerator und eine simulator-suite werden aufgebaut; jede manipulation muss einem erwarteten, eindeutig prüfbaren bootergebnis entsprechen; ein upgrade wird an mehreren zufälligen und festen punkten unterbrochen; nach jedem neustart wird automatisch geprüft, ob ein gültiges image erreichbar bleibt. Die Übungen verwenden signierte Test-Images, kontrollierte Flashzustände und nachvollziehbare Prüfergebnisse.

Arbeitsweise

Kurzvorträge ordnen die Konzepte ein. Demonstrationen zeigen die Wirkung der Konfiguration auf Image, Flash und Bootentscheidung. Die anschließenden Übungen werden schrittweise durchgeführt, durch Negativtests ergänzt und mit einer technischen Prüfliste dokumentiert.