Курс Embedded QA Engineer

В embedded QA ручні перевірки швидко перестають працювати: баги складно відтворити, flaky-сценарії губляться, а тестування hardware не масштабується без автоматизації. На курсі ви побудуєте embedded QA workflow: від UART-комунікації, логів та debugging - до HIL-стендів, pytest-фреймворків, OTA/reliability testing та CI/CD для hardware.

Програма курсу

Вступ до Embedded QA та ручне функціональне тестування

• Розберете, чим Embedded QA відрізняється від Web/Mobile QA
• Зрозумієте роль QA в lifecycle hardware-продукту
• Навчитеся складати тест-кейси для embedded-пристроїв
• Опануєте структуру тест-плану: happy path, негативні сценарії, граничні умови
• Навчитеся документувати дефекти так, щоб розробник зміг їх відтворити

Raspberry Pi як тестова платформа

• Розберете, навіщо Raspberry Pi використовують в Embedded QA
• Навчитеся налаштовувати Raspberry Pi з нуля без монітора
• Ознайомитеся з можливостями GPIO, I2C, SPI та UART
• Розберете ключові бібліотеки для роботи з Raspberry Pi: gpiozero, RPi.GPIO, pyserial
• Навчитеся запускати pytest безпосередньо на Raspberry Pi
• Дізнаєтесь, як використовувати Raspberry Pi як HIL-контролер
• Зрозумієте, коли краще використовувати Raspberry Pi, а коли - звичайний ПК

Архітектура мікроконтролера та налаштування toolchain

• Розберете, що таке мікроконтролер і чим MCU відрізняється від CPU
• Зрозумієте, чому embedded-пристрої складніше тестувати, ніж веб
• Ознайомитеся з архітектурою ESP32: ядрами, Flash, SRAM та NVS
• Розберете, як архітектура мікроконтролера впливає на поведінку прошивки
• Опануєте базове налаштування ESP-IDF або PlatformIO
• Навчитеся прошивати пристрій через esptool.py
• Навчитесь отримувати стартові логи пристрою через UART

Інструментарій QA-інженера: схеми та лабораторне обляднання

• Дізнаєтеся, навіщо QA-інженеру читати електронні схеми
• Навчитеся знаходити тест-поінти й місця підключення аналізатора
• Ознайомитеся з EasyEDA, KiCad та Altium Designer
• Розберете базові умовні позначення, лінії з’єднань і компоненти на схемах
• Зрозумієте, коли потрібен осцилограф, а коли достатньо логічного аналізатора
• Навчитеся виконувати базові перевірки стенду мультиметром
• Розберете, навіщо потрібен лабораторний блок живлення під час тестування

Аналіз комунікаційних протоколів I2C, SPI, UART та основи Hardware Debugging

• Розберете, навіщо QA-інженеру аналізувати трафік на шині
• Ознайомитеся зі структурою I2C-кадру й типовими помилками протоколу
• Розберете SPI: режими CPOL/CPHA, роль CS-лінії та відмінності від I2C
• Опануєте базову структуру UART: стартові й стопові біти, baudrate, типові помилки
• Навчитеся підключати логічний аналізатор і захоплювати трафік
• Навчитеся декодувати пакети й знаходити помилки в комунікації між чіпами
• Зрозумієте, що таке JTAG/SWD і коли QA звертається до hardware debugging

Взаємодія з пристроєм через UART: Python i Pyserial

• Розберете, як працює serial port на рівні операційної системи
• Навчитеся відкривати UART-з’єднання через Python і pyserial
• Опануєте параметри з’єднання: baudrate, parity, stopbits
• Навчитеся програмно знаходити доступні порти через serial.tools.list_ports
• Розберете, як читати "сирий" UART-потік з пристрою
• Навчитеся парсити змішаний вивід прошивки: debug-логи, JSON і шум після reboot
• Створите клас DeviceDriver, який приховує деталі з’єднання від тестів

Надійність драйвера і варіації транспорту

• Навчитесь обробляти типові помилки: timeout, обрізану відповідь, невалідний JSON, зникнення порту
• Опануєте retry-патерн із backoff для нестабільних embedded-сценаріїв
• Розберете, як логувати спроби для дебагу flaky-тестів
• Навчитеся відрізняти інфраструктурну проблему від реального багу
• Зрозумієте, як винести транспорт в окремий клас
• Ознайомитеся з підходами для UART, TCP/UDP та BLE-транспорту
• Навчитесь адаптувати DeviceDriver під різні транспорти через dependency injection

Тестовий Фреймворк на Pytest

• Опануєте структуру pytest-проєкту для embedded-тестування
• Навчитесь організовувати тести в tests/smoke і tests/functional
• Розберете роль conftest.py в тестовому фреймворку
• Навчитеся використовувати fixtures різного scope
• Опануєте параметризацію тестів через @pytest.mark.parametrize
• Навчитеся генерувати HTML-звіти через pytest-html або Allure
• Напишете перший повний тест: від підключення до пристрою - до PASSED у терміналі

Тест-агент: варіанти підходів

• Розберете концепцію test agent і його роль в автоматизованому embedded-тестуванні
• Ознайомитеся з Arduino Nano як агентом для керування GPIO та реле
• Розберете Raspberry Pi як універсальний варіант тест-хоста й агента
• Ознайомитеся з USB-реле модулями для plug-and-play тестування з ПК
• Розберете MOSFET-ключі для timing-критичних сценаріїв
• Порівняєте підходи за ціною, складністю, real-time можливостями та масштабованістю
• Навчитеся писати скрипт, який відправляє команду на агента і читає відповідь від DUT

HIL-стенд: концепція та проєктування

• Розберете, що таке Hardware-in-the-Loop і коли він незамінний
• Зрозумієте, чим HIL відрізняється від unit-тестів без заліза
• Ознайомитеся з компонентами стенду: DUT, test agent, реле, USB-хаб
• Навчитеся проєктувати схему підключення компонентів стенду
• Розберете контракт між компонентами: формат команд і відповідей
• Оберете конфігурацію стенду під свій курсовий проєкт
• Навчитеся проєктувати HIL-стенд під конкретний пристрій

HIL-стенд: збирання та перший тест

• Зберете фізичний HIL-стенд за попередньо підготовленою схемою
• Підключите DUT, test agent і компоненти керування живленням
• Інтегруєте HIL-стенд із pytest
• Створите клас HILAgent з методами power_on() та power_off()
• Навчитеся керувати живленням DUT програмно через pytest-фікстуру
• Напишете перший HIL-тест з відключенням живлення
• Розберете типові проблеми під час збирання стенду і способи діагностики

End-to-end автоматизація на HIL-стенді

• Навчитеся проєктувати E2E-тести для IoT-пристроїв
• Розберете сценарій від зчитування сенсора до відправки MQTT-повідомлення
• Опануєте локальний MQTT-брокер Mosquitto як mock для cloud-частини
• Навчитеся перехоплювати повідомлення пристрою в тестовому середовищі
• Розберете, як відтворювати race conditions через швидкий reboot
• Ознайомитеся з кейсом пошуку memory leak через HIL-тест
• Зрозумієте, які баги HIL-тестування знаходить краще за ручну перевірку

Тестування бездротових комунікацій: Wi-Fi та BLE

• Навчитеся тестувати Wi-Fi reconnect і поведінку пристрою після втрати мережі
• Розберете сценарії зміни пароля, HTTP 5xx та нестабільного з’єднання
• Ознайомитеся з варіантами симуляції відключення мережі через nmcli, netsh, RPi або smart plug
• Навчитеся писати BLE-тести через бібліотеку bleak
• Розберете сканування реклами, підключення та читання GATT-характеристик
• Ознайомитеся з типовими багами у Wi-Fi та BLE-стеках
• Навчитеся відтворювати зависання, memory leak та проблеми reconnect

Тестування надійності та продуктивності

• Навчитеся писати long-run тести для embedded-пристроїв
• Розберете сценарії тривалого опитування сенсора та логування heap-статистики
• Опануєте stress testing із навантаженням, що перевищує штатне
• Навчитеся виявляти memory leaks через порівняння heap_size на старті та в кінці тесту
• Зрозумієте різницю між витоком пам’яті та фрагментацією heap
• Ознайомитеся з поняттям watermark у контексті аналізу пам’яті
• Розберете Power Profiling через INA219 або Nordic PPK2 для IoT-пристроїв на батареї

OTA-оголошення та Rollback прошивки

• Розберете, чому OTA-оновлення критично тестувати до релізу
• Ознайомитеся з механізмами OTA в ESP-IDF: dual partition та app rollback
• Навчитеся перевіряти успішне оновлення через версію прошивки
• Розберете, як працює rollback при невдалому оновленні
• Навчитеся тестувати втрату зв’язку під час OTA через HIL-стенд
• Розберете сценарії пошкодженого образу та downgrade
• Опануєте автоматизацію OTA-тестів у pytest

CI/CD для Embedded

• Зрозумієте, чому embedded CI відрізняється від хмарного CI
• Розберете, чому для тестів із залізом потрібен self-hosted runner
• Ознайомитеся зі схемою GitLab → Runner на ПК → стенд з пристроєм
• Розберете стадії pipeline: build, flash, test, report
• Навчитеся використовувати esptool, openocd або nrfjprog у CI-процесі
• Розберете шаблон gitlab-ci.yml рядок за рядком
• Навчитеся зберігати Allure-звіти та UART-логи як артефакти

AI-інструменти в Embedded QA

• Розберете, де AI реально допомагає Embedded QA Engineer
• Навчитеся генерувати тест-кейси з datasheet
• Опануєте підходи до аналізу UART-логів та crash-дампів за допомогою AI
• Ознайомитеся з MCP-серверами для підключення AI-агента до локальних інструментів
• Навчитеся формулювати промпти для embedded-систем, протоколів та логів
• Розберете практичне використання Cursor, Copilot і Claude для QA-задач
• Зрозумієте обмеження AI в embedded і навчитеся перевіряти результати на залізі

Кар'єрний Roadmap Embedded QA Engineer

• Розберете сегменти ринку, де потрібні Embedded QA Engineers
• Ознайомитеся з напрямами IoT, Automotive, MedTech та Aerospace
• Навчитесь оформлювати портфоліо для Embedded QA позицій
• Зрозумієте, як презентувати GitHub із pytest-фреймворком
• Розберете, як показати фото й відео HIL-стенду в портфоліо
• Ознайомитеся з типовими задачами на технічних співбесідах
• Підготуєтеся до запитань щодо протоколів, pytest та embedded-тестування

Консультація та фіналізація курсового проєкту

• Отримаєте індивідуальну допомогу з курсовим проєктом
• Розберете проблеми, які виникли під час збирання стенду або написання тестів
• Проведете code review тестового фреймворку
• Оціните структуру, читабельність і масштабованість проєкту
• Доопрацюєте HIL-стенд, pytest-тести й звітність
• Підготуєте демонстрацію фінального проєкту
• Навчитеся вирішувати, що показувати live, а що виносити в презентацію

Захист фінальних проєктів

Вимоги для старту

Курс підійде тим, хто вже має базу в QA Automation або Embedded-розробці, впевнено працює з Python і розуміє основи електроніки. Для навчання вам знадобиться лише ноутбук і доступний мікроконтролер ESP32. Решту компонентів (датчики, модулі тощо) ви підбиратимете разом із викладачем у процесі курсу - під конкретні завдання та обрану прошивку.

Особливості курсу

• Допомога ментора
• Практика з UART, HIL, pytest, CI/CD та IoT
• Курсовий проєкт
• Сертифікат про проходження курсу

Викладачі курсу

Богдан Горбанич - Senior Embedded QA Engineer at SQUAD