基于信號接口的自動測試系統(tǒng)軟件的設計與實現(xiàn)

//給定信號的角色、類型和參數(shù)，并產(chǎn)生信號

IVI信號組件控制一臺或多臺儀器產(chǎn)生客戶需要的信號，完成客戶的測試需求。它對儀器的控制是通過VISA、IVI驅動器、SCPI命令等實現(xiàn)的。程序執(zhí)行過程中，IVI信號組件需要的服務由IVI共用組件（如IVI Factory、IVI Configuration Store、IVI Event Server）提供。

測試資源信息是一個數(shù)據(jù)模塊，用來存儲IVI信號組件的測試/激勵能力和配置信息，為用戶選擇儀器、設計測試方案提供參考；同時提供程序訪問功能，實現(xiàn)測試資源的自動分配和信號路徑的切換。它提供的IVI信號組件信息包括：

（1）組件支持的信號種類；

（2）每類信號需要的參數(shù)；

（3）每類信號的量程、精確定指標；

（4）IVI信號組件接口和儀器接口的連接關系等。

2.2 IVI-Signal Interface的信號類型標準

為了提高IVI信號組件的重用性和可移植性，組件開發(fā)者和使用者都迫切要求使用標準的接口信號信息，如信號類型、參數(shù)、物理意義等，因此信號類型的標準化問題亟待解決。IVI基金會沒有嚴格定義接口信號類型標準，這需要由面向儀器控制的用戶或其它組織來完成。在ATLAS測試語言標準中，用SMML定義了信號類型，筆者認為可以沿用這一定義。

2.3 儀器互換問題

更換儀器后，驅動器不再是困擾系統(tǒng)更新的難題，因為測試資源信息明確地描述了IVI信號組件的功能，標準的接口語義聲明也明確地描述了組件的接口實現(xiàn)。設計人員可根據(jù)這些描述進行新儀器的IVI信號組件開發(fā)，實現(xiàn)同樣的功能。

IVI信號組件提供了訪問綜合性儀器（Synthetic Instrument,即具備兩類或多類儀器功能的儀器或儀器集合）的功能。在滿足測試需求前提下，一個信號組件可以包含硬件儀器的部分或全部功能。這一切為儀器互換提供了廣闊的空間，不但可以實現(xiàn)同類儀器、異類儀器的互換，還可以實現(xiàn)綜合性儀器的互換。

3 基于信號接口的通用ATS軟件設計

由以上分析可知，ATLAS 2K和IVI-Signal Interface有很多相似和互補的功能。比如，在一個測試系統(tǒng)中，ATLAS 2K面向UUT，實現(xiàn)代碼移植和重用，而IVI-Signal Interface面向測試資源，實現(xiàn)了儀器互換；IVI-Signal Interface模型給ATLAS 2K代碼提供了執(zhí)行機制，而其也可沿用ATLAS 2K用SMML語言對信號類型定義的方法；二者均基于COM技術，提供了標準信號接口等。因此，通過信號接口集成二者，可實現(xiàn)通用ATS軟件設計。

3.1 系統(tǒng)結構設計

基于信號接口的通用ATS軟件結構框架如圖4所示。

儀器信息模塊是一個文件，它記錄系統(tǒng)中所有儀器的測試功能信息，由IVI-Signal Interface模型提供。矩陣開關信息模塊和適與器信息模塊與儀器信息模塊類似，前者記錄了矩陣開關模塊的連接信息；后者記錄了適配器在UUT和矩陣開關之間的轉換信息。

ATLAS 2K TPS根據(jù)自己對UUT的測試需求的描述，從Run-Time System請求相應的信號對象。若ATS的測試能力允許，Run-Time System開始查詢從UUT到儀器端口的連接信息，并對其進行驗證。這一切完成后，Run-Time System開始例化IVI-Signal Interface信號組件和ATLAS 2K信號組件，執(zhí)行測試操作。

IVI-Sinal Interface組件和矩陣開關驅動器通過VISA、IVI-C、SCPI命令等控制底層儀器，在TPS執(zhí)行期間，Run-Time System應自動完成測試資源的分配和信號路徑的切換。

綜上，基于信號接口的ATS軟件設計可描述為：通過ATLAS 2K語言，將UUT的測試需求標定為對激勵/測量信號的需求，這個虛擬資源需求通過設備驅動器接口內(nèi)部服務機制的解釋和定位轉換成真資源，再驅動儀器完成測試任務。

3.2 系統(tǒng)實現(xiàn)

圖5給出了基于信號接口開發(fā)ATS軟件的全過程。

ATLAS 2K TPS和IVI-Signal Interface組件由COTS產(chǎn)品開發(fā)，如VB、VC++等。IVI-Signal Interface組件由系統(tǒng)方案設計者給出，由系統(tǒng)集成者使用。

使用Windows寫字板記錄測試資源信息，如設備信號、適配器信息等，并隨同IVI信號組件一同發(fā)布。

IVI-Signal Interace標準和ATLAS 2K模型在功能上是互補的，二者的結合給通用ATS軟件設計提供了解決方案，工程應用前景非常廣闊。另外，二者均基于COM技術，不依賴于特定的開發(fā)工具，方便了系統(tǒng)的實現(xiàn)，節(jié)省了費用。同時，這一設計思想還可以有效地結合當前正在發(fā)展著的VXI、PXI、IVI-COM、VISA-COM等技術，為最終實現(xiàn)儀器互換和軟件移植打下堅實的基礎。當然，由于ATS設計的復雜性，有關細節(jié)仍需進一步論證，如資源自動分配的優(yōu)化問題、信號路徑切換的選擇問題等。