NI自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)展望:系統(tǒng)軟件棧

　　軟件是自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)的重要組成部分，軟件第一次被用于控制獨(dú)立的儀器到現(xiàn)在已有40多年。從那時(shí)起，軟件在自動(dòng)化測(cè)試中的作用日益凸顯。事實(shí)上， 當(dāng)前大多數(shù)測(cè)試系統(tǒng)中，軟件開發(fā)費(fèi)用通常是硬件成本費(fèi)用的2到10倍以上。從許多測(cè)試工程企業(yè)的工程人員的組成比例即可看出這種情況，即雇傭的軟件工程師 比硬件工程師多。為了應(yīng)對(duì)軟件開發(fā)成本的上升及產(chǎn)品開發(fā)周期的縮短，當(dāng)前業(yè)界領(lǐng)先的公司都在強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)一個(gè)強(qiáng)大的系統(tǒng)軟件棧，以確保他們?cè)谲浖矫娴耐度肽?夠被延續(xù)下去，提高軟件資源的重用率。事實(shí)上， 2010年NI進(jìn)行的測(cè)試經(jīng)理人調(diào)查報(bào)告顯示，測(cè)試經(jīng)理們對(duì)系統(tǒng)軟件方面投入更多的關(guān)注，其重要性在 2011年提高測(cè)試開發(fā)效率的策略中排名第二。

　　從系統(tǒng)軟件的角度來看，大多數(shù)公司正在遠(yuǎn)離一體式的軟件棧，這種棧通常包含固定不變的代碼和直接調(diào)用儀器驅(qū)動(dòng)函數(shù)。相反，他們正在探索一種模塊化的 軟件棧，這種棧的成員既獨(dú)立又緊密關(guān)聯(lián)，包括測(cè)試管理軟件、應(yīng)用軟件及驅(qū)動(dòng)軟件等。這種類型的系統(tǒng)軟件?？蓭椭こ處熱槍?duì)每個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用選擇最佳的工具， 而且可在標(biāo)準(zhǔn)化的商用現(xiàn)成工具(Commercial Off The Shelf -COTS)和非現(xiàn)成的工具之間作出選擇?？梢钥吹揭粋€(gè)重要的趨勢(shì)，就是將模塊化的理念應(yīng)用到軟件棧的每一層之中，這包括越來越來多地使用過程模型 (Process Model)、代碼模塊庫以及硬件抽象層等。

　　測(cè)試管理軟件用于定義測(cè)試系統(tǒng)關(guān)鍵的自動(dòng)控制策略及序列流程。其中過程模型是測(cè)試管理軟件層中的關(guān)鍵技術(shù)，因?yàn)檫^程模型能夠?qū)⒎菧y(cè)試任務(wù)與測(cè)試任務(wù) 分離，從而讓工程師們能夠輕松地在不同測(cè)試序列之間以及測(cè)試站之間對(duì)非測(cè)試任務(wù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化管理。非測(cè)試任務(wù)包括與企業(yè)的連接任務(wù)中的絕大部分，用于數(shù)據(jù)輸 入、質(zhì)量數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)記錄、與車間溝通以及生成可編輯的測(cè)試報(bào)告。有了這個(gè)模塊化框架，企業(yè)可以擁有幾個(gè)過程模型，這些過程模型能夠應(yīng)用在許多不同產(chǎn)品線 及所部署的成百上千的測(cè)試設(shè)備上。過程模型還可以在不影響測(cè)試任務(wù)的情況下簡(jiǎn)化對(duì)測(cè)試站的非測(cè)試功能修改，從而減少了對(duì)已部署的測(cè)試站進(jìn)行更新所需的時(shí) 間。例如，工程師們根據(jù)市場(chǎng)需求可以在順序執(zhí)行、批處理和并行執(zhí)行等測(cè)試過程模型中進(jìn)行切換，從而快速改變測(cè)試站的執(zhí)行流程。

　　模塊化的軟件架構(gòu)可以增加靈活性，并縮短測(cè)試系統(tǒng)開發(fā)時(shí)間

　　應(yīng)用軟件層同樣重要，因?yàn)樗苯佑绊懥藴y(cè)試系統(tǒng)中測(cè)試相關(guān)的任務(wù)。很多企業(yè)已經(jīng)開始開發(fā)模塊化的測(cè)試代碼，也就是所謂的代碼模塊。這些模塊由測(cè)試管 理軟件進(jìn)行調(diào)用，進(jìn)行實(shí)際的測(cè)量和分析，來確定特定測(cè)試步驟的通過/失敗狀態(tài)。許多代碼模塊對(duì)不同類型的待測(cè)設(shè)備(Devices Under Test- DUT)執(zhí)行類似的I/O功能，因此在這方面，實(shí)現(xiàn)資源的重用以及使用基于團(tuán)隊(duì)的開發(fā)方法分配開發(fā)任務(wù)非常重要。近來，業(yè)界已經(jīng)有越來越多的企業(yè)采用重用 測(cè)試代碼庫和更多的源代碼控制(Source Code Control-SCC)工具?，F(xiàn)在，許多應(yīng)用軟件供應(yīng)商在軟件中集成SCC工具和一些高級(jí)功能(如三方對(duì)比與合并，three-way diff/merging)，以適應(yīng)這種測(cè)試軟件開發(fā)趨勢(shì)。一些企業(yè)甚至設(shè)立專門的監(jiān)督機(jī)制以確保一定程度的資源重用和團(tuán)隊(duì)開發(fā)，以防止重復(fù)開發(fā)和過分依 賴單一開發(fā)者完成所有的代碼開發(fā)。

　　此外，企業(yè)在應(yīng)用軟件層中對(duì)需求管理軟件工具的集成日益增多。這有助于確保根據(jù)設(shè)計(jì)需求進(jìn)行一對(duì)一的測(cè)試項(xiàng)目覆蓋，這對(duì)有嚴(yán)格質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的行業(yè)來說至 關(guān)重要。新的需求管理軟件在應(yīng)用軟件與需求管理環(huán)境(例如Telelogic DOORS)之間提供了一個(gè)連接，這極大地減少了在測(cè)試系統(tǒng)開發(fā)中跟蹤需求覆蓋所花的時(shí)間。

　　系統(tǒng)軟件棧的最后一個(gè)部分是硬件抽象層(Hardware Abstraction Layer -HAL)，它的需求和使用越來越多。HAL位于系統(tǒng)軟件棧的驅(qū)動(dòng)軟件層，它將應(yīng)用軟件從儀器硬件中分離，最大限度減小移植和升級(jí)測(cè)試系統(tǒng)花費(fèi)的時(shí)間和成 本。一般有兩種HAL設(shè)計(jì)方法：以儀器為中心或以特定應(yīng)用為中心。對(duì)于以儀器為中心的API，定義了一個(gè)內(nèi)部通用的以儀器為中心的API“標(biāo)準(zhǔn)”，可用于 多種類型的待測(cè)設(shè)備。

　　可互換虛擬儀器(Interchangeable Virtual Instruments -IVI)，是一個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的HAL。從儀器為中心的抽象的觀點(diǎn)來看，頂層的測(cè)試應(yīng)用程序去調(diào)用一個(gè)以儀器為中心的API函數(shù)，這使所有儀器看起來很相似 (舉個(gè)例子，IviScope Configure AcquisitionType)。在以特定應(yīng)用為中心的方法中，測(cè)試應(yīng)用程序調(diào)用一個(gè)針對(duì)特定應(yīng)用的API，該API與需要執(zhí)行的測(cè)試的類型一致(例 如，LED測(cè)試)。HAL是開發(fā)和維護(hù)耦合度較低的測(cè)試系統(tǒng)時(shí)行之有效的方法，它能更好地解決產(chǎn)品和測(cè)試儀器生命周期不匹配的問題，避免測(cè)試儀器與測(cè)試代 碼耦合度過高。測(cè)試代碼與測(cè)試儀器的松散耦合，改善了測(cè)試系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)，使其在生命周期之內(nèi)更易于維護(hù)和擴(kuò)展。

　　將軟件系統(tǒng)棧的模塊性融合到到每個(gè)軟件層之中，增強(qiáng)了靈活性，并提供了開發(fā)復(fù)雜生命周期管理策略的框架。這些策略有助于減少軟件開發(fā)時(shí)間及老化問題，對(duì)許多方面有所幫助，如產(chǎn)品功能拓展、系統(tǒng)升級(jí)、儀器技術(shù)增添計(jì)劃等。