自動(dòng)化測試技術(shù)發(fā)展趨勢展望[圖]

當(dāng)今，各種創(chuàng)新型技術(shù)層出不窮，對測試測量行業(yè)產(chǎn)生巨大影響。NI通過與不同行業(yè)工程師深入交流，結(jié)合學(xué)術(shù)研究、商業(yè)咨詢、用戶調(diào)查等多種工具，提出2010年測試測量工程師需要關(guān)注的五大技術(shù)主題。

1 采用標(biāo)準(zhǔn)化架構(gòu)

在企業(yè)產(chǎn)品線日益膨脹的情況下，采用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化架構(gòu)開發(fā)通用測試平臺(tái)是行之有效的方法，以提高產(chǎn)品從研發(fā)到生產(chǎn)測試的整個(gè)生命周期里測試硬件和軟件組件的復(fù)用性。一個(gè)理想的解決方案是：企業(yè)根據(jù)常用的實(shí)際測試需要定義一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的“核心標(biāo)準(zhǔn)測試系統(tǒng)”，針對不同型號(hào)產(chǎn)品和不同地區(qū)工廠/研發(fā)中心的實(shí)際測試系統(tǒng)(或驗(yàn)證系統(tǒng))都基于該“核心標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)”來實(shí)現(xiàn)。一方面，該“標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)”應(yīng)該可以通過軟件編程自定義其實(shí)際功能；另一方面，“標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)”還須具有針對具體應(yīng)用進(jìn)行擴(kuò)展的能力�？紤]到這兩方面因素，“標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)”最理想的硬件表現(xiàn)形式是基于軟件定義的模塊化硬件平臺(tái)，具體的模塊化硬件可以來自一份可靠供應(yīng)商的產(chǎn)品列表。

此外，“標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)”還應(yīng)提供一個(gè)通用的軟件架構(gòu)，可以快速構(gòu)建測試序列、實(shí)現(xiàn)報(bào)表生成、數(shù)據(jù)庫連接等功能，而測試工程師只需集中精力去維護(hù)或開發(fā)具體的測試步驟。此外，還可以組建專業(yè)團(tuán)隊(duì)在企業(yè)內(nèi)部提供對“標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)”的技術(shù)支持，編寫清晰的文檔和開發(fā)指南，從而進(jìn)一步提高測試工程師的工作效率。

通過構(gòu)建這樣的“標(biāo)準(zhǔn)測試系統(tǒng)”，企業(yè)可以最大程度實(shí)現(xiàn)測試設(shè)備與代碼的重用，降低測試系統(tǒng)的開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，縮短開發(fā)時(shí)間，并降低成本；同時(shí)采用足夠開放的軟硬件架構(gòu)也不會(huì)因選擇“標(biāo)準(zhǔn)化”而喪失靈活性。

2 多通道RF測試

無線技術(shù)變革已經(jīng)對測量測試行業(yè)產(chǎn)生巨大影響，其中兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)趨勢尤為突出，其一是MIMO技術(shù)，其二便是多種無線標(biāo)準(zhǔn)在同一系統(tǒng)中的集成。這兩個(gè)技術(shù)趨勢都要求射頻測量系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)并行測試，這就需要可配置的多通道射頻測試系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)可以在同一設(shè)備上并行測試多個(gè)無線設(shè)備或測試多個(gè)通信標(biāo)準(zhǔn)。對于MIMO系統(tǒng)，多通道之間的相位同步也十分重要。目前，基于PXI的模塊化軟件無線電平臺(tái)針對這樣的需求已有一些解決方案相應(yīng)推出。

3 Peer-to-Peer高速傳輸與計(jì)算

隨著測試需求的日益復(fù)雜和數(shù)據(jù)量的指數(shù)態(tài)增長，自動(dòng)化測試系統(tǒng)需要更強(qiáng)的處理能力，分布式處理的架構(gòu)也隨之被提出。新一代高性能分布式架構(gòu)應(yīng)以下具有高吞吐量點(diǎn)對點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、低延遲、能夠提供用戶自定義處理節(jié)點(diǎn)這三大特性�；�于這三點(diǎn)考慮，PXI Express技術(shù)是理想選擇，它的Peer-to-Peer點(diǎn)對點(diǎn)傳輸可以不經(jīng)過控制器，在模塊之間直接傳輸數(shù)據(jù)，具備高吞吐量和低延遲特性。同時(shí)，基于PXI Express的FlexRIO FPGA模塊可以作為分布式計(jì)算中的自定義處理節(jié)點(diǎn)。要想真正利用Peer-to-Peer高速傳輸與分布計(jì)算技術(shù)，工程師還需要一種編程環(huán)境可以對數(shù)據(jù)流進(jìn)行方便的可視化的操作，并能對FPGA、實(shí)時(shí)處理器或x86處理器進(jìn)行編程，LabVIEW圖形化開發(fā)環(huán)境便具備這樣的能力。

     圖1 PCI Epxress是自動(dòng)化測試中peer-to-peer架構(gòu)的理想總線選擇

在自動(dòng)化測試應(yīng)用中，Peer-to-Peer高速傳輸與計(jì)算技術(shù)仍處于發(fā)展階段，有許多需要實(shí)踐創(chuàng)新的地方，從而使測試工程師可以更好地利用這些新技術(shù)創(chuàng)建更智能的自動(dòng)化測試系統(tǒng)。

4 實(shí)時(shí)測試

當(dāng)測試系統(tǒng)的一部分運(yùn)行在實(shí)時(shí)系統(tǒng)上時(shí)，就是我們所說的實(shí)時(shí)測試。實(shí)時(shí)測試提高了測試的穩(wěn)定性和可靠性。一個(gè)典型的實(shí)時(shí)測試是硬件在環(huán)(HIL)測試，例如將受控對象的模型運(yùn)行在實(shí)時(shí)系統(tǒng)上，從而對控制器產(chǎn)品或原型進(jìn)行測試(圖2)。再比如，在半導(dǎo)體協(xié)議感知測試中，協(xié)議感知接口也往往要基于實(shí)時(shí)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。

     圖2 控制器的硬件在環(huán)(HIL)測試

在電子電氣產(chǎn)品開發(fā)流程中，一般包括各種形式的設(shè)計(jì)仿真、驗(yàn)證以及系統(tǒng)測試，常常涉及各種工具之間的艱難轉(zhuǎn)換。如果工程師在開發(fā)和測試過程中可以主動(dòng)地重復(fù)利用模型和其它組件將顯著提升產(chǎn)品開發(fā)效率。實(shí)時(shí)測試軟件就提供了這種重復(fù)使用模型和測試任務(wù)的能力，包括需求跟蹤、激勵(lì)模型、測試順序以及分析程序，貫穿整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程。除了提高效率降低成本，在設(shè)計(jì)流程的所有階段使用相同測試軟件還可以最大程度保證從最初的產(chǎn)品定義到最終系統(tǒng)測試的連續(xù)性與一致性。

     圖3 實(shí)時(shí)測試軟件使模型和檢測任務(wù)可以在整個(gè)設(shè)計(jì)流程中重復(fù)使用

5 可重復(fù)配置的儀器

以軟件為核心的模塊化架構(gòu)以其靈活性及可自定義等特性被工程師廣泛應(yīng)用。但新一代的測試系統(tǒng)要求硬件也應(yīng)具有可重配置能力，這種硬件通常是現(xiàn)場可編程門陣列FPGA。為了使FPGA發(fā)揮更大作用，必須讓工程師能夠方便地對其編程。高級(jí)設(shè)計(jì)工具的興起正在改變FPGA編程的規(guī)則，使用新的技術(shù)能將圖形化代碼乃至C語言代碼轉(zhuǎn)化成數(shù)字硬件，方便工程師實(shí)現(xiàn)FPGA應(yīng)用。NI LabVIEW能夠結(jié)合處理器和FPGA的各自優(yōu)勢，快速實(shí)現(xiàn)主處理器和FPGA的處理任務(wù)。這種創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)能夠滿足傳統(tǒng)方法所無法實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用挑戰(zhàn)，比如，工程師可以將自己的處理算法部署到儀器中所嵌入的FPGA上，實(shí)時(shí)完成被測件合格/失敗測試，且不占用主處理器CPU資源。

基于PFGA的可重復(fù)配置的儀器在國防和航空航天工業(yè)中已有不少應(yīng)用，并且在電信、自動(dòng)化、醫(yī)學(xué)設(shè)備以及消費(fèi)電子等領(lǐng)域同樣具有巨大的潛力。

以上五方面的技術(shù)趨勢和方法適用于所有公司——無論其所在行業(yè)，規(guī)�；蛉�球化程度。緊跟技術(shù)前沿實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新應(yīng)用，是工程師不斷努力的方向，了解并掌握這些創(chuàng)新型技術(shù)和方法，將有效優(yōu)化測試過程且降低測試成本。