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歡迎使用設(shè)計(jì)新一代自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)開發(fā)者指南。這篇指南包含了一系列白皮書，幫助您開發(fā)測(cè)試系統(tǒng)時(shí)，降低成本、增加吞吐量，可擴(kuò)展以適應(yīng)未來(lái)需求。這篇白皮書描述了模塊化儀器平臺(tái)與傳統(tǒng)儀器平臺(tái)之間的差別。如需下載完整的開發(fā)者指南（共120頁(yè)），請(qǐng)?jiān)L問(wèn)NI.com/automatedtest/zhs。
緒論：自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)
測(cè)試管理人員和工程師們?yōu)榱吮ＷC交付到客戶手中的產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性，在各種應(yīng)用領(lǐng)域 (從設(shè)計(jì)驗(yàn)證，經(jīng)終端產(chǎn)品測(cè)試，到設(shè)備維修診斷) 都采用自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)。他們使用自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)執(zhí)行簡(jiǎn)單的“通過(guò)”或“失敗”測(cè)試，或者通過(guò)它執(zhí)行一整套的產(chǎn)品特性測(cè)試。由于設(shè)計(jì)周期后期產(chǎn)品瑕疵檢測(cè)的成本呈上升趨勢(shì)，自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)迅速地成為產(chǎn)品開發(fā)流程中一個(gè)重要的部分。這篇“設(shè)計(jì)下一代自動(dòng)化測(cè)試”的文章描述了一些迫使工程團(tuán)隊(duì)減少測(cè)試成本和時(shí)間的挑戰(zhàn)。這篇文章還深刻地洞察了測(cè)試管理人員和工程師們?nèi)绾瓮ㄟ^(guò)建立模塊化軟件定義型測(cè)試系統(tǒng)來(lái)克服這些挑戰(zhàn)。這種測(cè)試系統(tǒng)在減少總體成本的同時(shí)，顯著地增加了測(cè)試系統(tǒng)的吞吐量和靈活性。
如今的測(cè)試工程師們面臨著一系列新的壓力。他們所面臨的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境情況如下：
產(chǎn)品設(shè)計(jì)比前幾代更為復(fù)雜
為了保持競(jìng)爭(zhēng)力并滿足客戶要求，開發(fā)周期要求越來(lái)越短
產(chǎn)品測(cè)試成本越來(lái)越高，而預(yù)算越來(lái)越少
不斷提高的設(shè)計(jì)復(fù)雜性
如今，測(cè)試測(cè)量的最明顯趨勢(shì)是器件復(fù)雜性不斷增加。例如，消費(fèi)電子、通信和半導(dǎo)體工業(yè)持續(xù)要求將數(shù)字圖象/視頻、高保真音頻、無(wú)線通信和因特網(wǎng)互聯(lián)性集成到一個(gè)單獨(dú)產(chǎn)品中。甚至在汽車中都集成了復(fù)雜的汽車娛樂(lè)和信息系統(tǒng)、安全和早期預(yù)警系統(tǒng)，以及車身和發(fā)動(dòng)機(jī)上的控制電子裝備。測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不僅需要足夠靈活地支持對(duì)不同產(chǎn)品模型進(jìn)行廣泛的測(cè)試，還需要能夠進(jìn)行升級(jí)以提供新測(cè)試功能所需的更多測(cè)試點(diǎn)。
更短的產(chǎn)品開發(fā)周期
由于希望不斷提高新產(chǎn)品和技術(shù)，擁有市場(chǎng)第一個(gè)占有率的競(jìng)爭(zhēng)天性，設(shè)計(jì)和測(cè)試工程團(tuán)隊(duì)只能不斷的縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。為此，工程團(tuán)隊(duì)必須設(shè)計(jì)出新的測(cè)試策略來(lái)減少測(cè)試時(shí)間，并提高從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的測(cè)試效率。
圖1. 來(lái)自SIA的數(shù)據(jù)表明：隨著時(shí)間推移,硅（或者器件功能）的成本在降低，但測(cè)試成本卻在持續(xù)增加。
日益增加的測(cè)試成本和日益減少的測(cè)試預(yù)算
為了應(yīng)對(duì)器件復(fù)雜性增加、開發(fā)周期縮短和預(yù)算減少的挑戰(zhàn)，測(cè)試管理人員和工程師們被迫放棄傳統(tǒng)的測(cè)試設(shè)計(jì)策略，即基于傳統(tǒng)箱式儀器或“大鐵塊”式的私有ATE系統(tǒng)。這些獨(dú)立的儀器缺少軟件處理所必需的靈活性，而且用戶接口是由廠商定義的，只能由廠商通過(guò)固件更新。這樣，儀器固件中沒(méi)有定義的測(cè)試以及新標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試就難以執(zhí)行；或者當(dāng)要求變化時(shí)，也難以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行修改。由于這些器件最初就是作為獨(dú)立儀器而設(shè)計(jì)，他們?nèi)鄙俦匾募赡芰?，譬如?shù)據(jù)流和同步功能。私有的ATE系統(tǒng)（例如高度集成產(chǎn)品芯片測(cè)試儀）能提供所需性能，但成本相當(dāng)昂貴，可能會(huì)使工程團(tuán)隊(duì)被廢棄，過(guò)早地進(jìn)行系統(tǒng)再設(shè)計(jì)。
針對(duì)這些情況，測(cè)試管理人員和工程師們正在實(shí)現(xiàn)模塊化軟件定義型測(cè)試結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)基于廣泛采納的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，可以提供：
更高的測(cè)試系統(tǒng)靈活性：可擴(kuò)展至多種應(yīng)用、業(yè)務(wù)部門，以及各個(gè)產(chǎn)品階段高性能的結(jié)構(gòu)：可以顯著提高測(cè)試系統(tǒng)吞吐量，并提供與不同儀器廠商之間的密切聯(lián)系和集成，包括精密直流信號(hào)、高速模擬和數(shù)字信號(hào)和射頻信號(hào)的生成與分析。
更低的測(cè)試系統(tǒng)投資：減少最初資本投資和維護(hù)成本，同時(shí)增加多種測(cè)試要求中的設(shè)備使用率更長(zhǎng)的測(cè)試系統(tǒng)壽命：基于廣泛采納的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，允許技術(shù)升級(jí)來(lái)改進(jìn)性能并滿足將來(lái)的測(cè)試需求NI公司作為自動(dòng)化測(cè)試領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，致力于為產(chǎn)品工程師們提供設(shè)計(jì)新一代自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)所需的硬件和軟件。這本深入的開發(fā)者指南包含了設(shè)計(jì)新一代自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)所需要的信息。緒論部分描述了一個(gè)如圖2所示的測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，為工程師們提供了相關(guān)策略，以應(yīng)對(duì)器件復(fù)雜性的增加、開發(fā)周期的縮短、預(yù)算的降低等一系列挑戰(zhàn)。
日益增加的測(cè)試成本和日益減少的測(cè)試預(yù)算
增加設(shè)備功能通常會(huì)導(dǎo)致測(cè)試流程更昂貴、費(fèi)時(shí)。然而，構(gòu)建每個(gè)功能的成本卻是降低的，這就迫使工程部門要減少成本和預(yù)算，如圖1所示。工程師們必須改進(jìn)測(cè)試策略，通過(guò)增加測(cè)試系統(tǒng)的吞吐量、減少維護(hù)和升級(jí)成本和必需的資本投資來(lái)降低總成本。
圖
2. NI公司提供了一套完整的、用于設(shè)計(jì)
自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)的軟硬件解決方案
層次結(jié)構(gòu)五：自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)管理軟件
自動(dòng)化的測(cè)試系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)多種任務(wù)和測(cè)量功能：這些任務(wù)和功能中，一些與待測(cè)設(shè)備（DUT）相關(guān)的，而另一些對(duì)于每個(gè)待測(cè)設(shè)備是通用的。為了把維護(hù)費(fèi)用降至最小，并且保證測(cè)試系統(tǒng)的壽命，實(shí)現(xiàn)DUT級(jí)別的任務(wù)與系統(tǒng)級(jí)別的任務(wù)相分離的測(cè)試策略是十分重要的，這樣工程師們?cè)谡麄€(gè)開發(fā)周期中可以迅速地重用、維護(hù)并修改測(cè)試程序（或者模塊）來(lái)滿足特定的測(cè)試需求。
在所有的測(cè)試系統(tǒng)中，都存在著根據(jù)待測(cè)設(shè)備不同的不同操作，也存在著對(duì)于所有待測(cè)設(shè)備都通用的操作，例如系統(tǒng)級(jí)別的任務(wù)等。
對(duì)于每個(gè)設(shè)備不同的操作
? 儀器配置
? 測(cè)量
? 數(shù)據(jù)采集
? 結(jié)果分析
? 校準(zhǔn)
? 測(cè)試模塊
對(duì)于每個(gè)設(shè)備通用的操作
? 操作界面
? 用戶管理
? DUT跟蹤
? 測(cè)試流程控制
? 存儲(chǔ)結(jié)果
? 測(cè)試報(bào)告
一些公司已經(jīng)編寫了自己的測(cè)試執(zhí)行器，并且分配了寶貴的工程資源來(lái)從頭開始開發(fā)測(cè)試管理軟件。這通常會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)率下降并且為了維護(hù)軟件而長(zhǎng)時(shí)間占用資源。為了使生產(chǎn)效率達(dá)到最大化，工程團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)該利用商業(yè)上可用的測(cè)試管理軟件，例如NI TestStand軟件等，來(lái)減少對(duì)于每個(gè)設(shè)備的通用操作的開發(fā)。通過(guò)利用這個(gè)軟件，工程師們可以專注于對(duì)各設(shè)備的專有操作的開發(fā)。需要更多信息，請(qǐng)查閱《Developing a Modular Software Architecture》白皮書。
結(jié)構(gòu)層次四：應(yīng)用開發(fā)軟件
在測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，應(yīng)用開發(fā)環(huán)境（ADE），例如NI公司的Labview和LabWindows/CVI等，扮演了關(guān)鍵角色。利用這些工具，測(cè)試系統(tǒng)開發(fā)者可以與各種各樣的儀器通信、集成測(cè)量、顯示信息、與其它應(yīng)用連接等等……理想的用于開發(fā)測(cè)試和測(cè)量應(yīng)用的ADE需要提供易用性、高效編譯性能、與多種I/O集成以及編程靈活性等一系列的應(yīng)用要求。易用性不僅在于可以多么迅速地上手和使用。利用易于使用的ADE ，開發(fā)者可以容易地把處理例程和多種測(cè)量設(shè)備集成在一起，創(chuàng)建復(fù)雜的用戶接口，部署和維護(hù)應(yīng)用程序，并且在產(chǎn)品設(shè)計(jì)改良和系統(tǒng)需要擴(kuò)展時(shí)修改應(yīng)用程序。
如需更多信息，請(qǐng)查閱《Choosing the Right Software Application Development Environment》白皮書。
結(jié)構(gòu)層次三：測(cè)量和控制服務(wù)
測(cè)量和控制服務(wù)提供了對(duì)系統(tǒng)中各種硬件資源的連接、系統(tǒng)配置和診斷工具等，至關(guān)重要。例如，NI Measurement and Automation Explorer (MAX)可以對(duì)硬件資源進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，包括數(shù)據(jù)采集、信號(hào)調(diào)節(jié)硬件；GPIB、USB和局域網(wǎng)控制型儀器；PXI系統(tǒng)、VXI設(shè)備；模塊化儀器……，因此開發(fā)者可以在一個(gè)地方對(duì)它們進(jìn)行配置。集成診斷測(cè)試保證了設(shè)備功能正常，而測(cè)試面板為開發(fā)者在開始編程前檢查硬件的功能提供了快捷的方法。測(cè)量和控制服務(wù)還通過(guò)應(yīng)用編程接口（API）提供了對(duì)應(yīng)用開發(fā)軟件層的集成，這樣開發(fā)者可以容易的對(duì)他們的設(shè)備進(jìn)行編程。
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