設(shè)計(jì)壽命更長(zhǎng)的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)

美國(guó)國(guó)防部(DoD)等國(guó)防組織一直面臨著削減成本的壓力，同時(shí)還要維持重要的防衛(wèi)任務(wù)，并提高應(yīng)對(duì)新威脅的能力。一種方法是在以前投資的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上通過(guò)增加功能來(lái)延長(zhǎng)系統(tǒng)平臺(tái)的壽命。AAV-7A1、B-52、F-15和MA Abrams等平臺(tái)就是有長(zhǎng)期生命力、一直工作著的可升級(jí)平臺(tái)，自投入使用后，它們已經(jīng)連續(xù)服役幾十年了。

雖然延長(zhǎng)軍事系統(tǒng)的服務(wù)時(shí)間有助于節(jié)省預(yù)算，但也會(huì)使維護(hù)機(jī)構(gòu)和自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)(ATS)面臨更多的挑戰(zhàn)。其中的兩項(xiàng)特別挑戰(zhàn)是：

1. 處理被測(cè)設(shè)備生命周期與測(cè)試設(shè)備使用期限之間的不一致(見(jiàn)圖1)

2. 支持測(cè)試橫跨多代電子技術(shù)的高度混合的電子設(shè)備

圖1：國(guó)防工業(yè)設(shè)備的特點(diǎn)是，其生命周期明顯要比現(xiàn)成商用(COTS)部件長(zhǎng)得多。那些試圖在軍事和航空系統(tǒng)中使用商用測(cè)試設(shè)備的設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)時(shí)需要十分小心，以確保在整個(gè)系統(tǒng)壽命內(nèi)都能提供支持。

幸運(yùn)的是，由國(guó)防部相關(guān)機(jī)構(gòu)及其產(chǎn)業(yè)伙伴主導(dǎo)的標(biāo)準(zhǔn)與平臺(tái)給自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)師和集成商提供了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)的解決方案。利用模塊化儀器儀表、軟件定義的儀器、硬件抽象層、定義通用控制與信息交換語(yǔ)法的標(biāo)準(zhǔn)以及高層測(cè)試管理軟件工具進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)不僅能為當(dāng)前挑戰(zhàn)提供解決之道，而且還為這些系統(tǒng)逐步升級(jí)以滿足未來(lái)需求奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

應(yīng)對(duì)生命周期不一致的挑戰(zhàn)

被測(cè)單元(UUT)生命周期與自動(dòng)測(cè)試設(shè)備(ATE)使用期限之間的不一致使自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)提供商和系統(tǒng)維護(hù)人員的任務(wù)益發(fā)復(fù)雜(見(jiàn)圖1)。由于測(cè)試設(shè)備技術(shù)的發(fā)展步伐一般要比技術(shù)更迭的周期快，某種自動(dòng)測(cè)試設(shè)備經(jīng)常在國(guó)防維護(hù)人員對(duì)其仍有強(qiáng)烈需求時(shí)就過(guò)氣了。減緩這種廢棄情況的成本取決于自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的架構(gòu)能在多大程度上支持使用時(shí)間的延長(zhǎng)和功能升級(jí)。

利用新的架構(gòu)設(shè)計(jì)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)是盡量降低解決廢棄問(wèn)題成本的一個(gè)重要方法，這種架構(gòu)采用得到廣泛支持的模塊化儀器硬件平臺(tái)，如實(shí)現(xiàn)儀器功能的PCI擴(kuò)展(PXI)。業(yè)界對(duì)PXI平臺(tái)的廣泛支持提高了找到合適的低成本替代儀器的概率。另外，它也增加了擁有競(jìng)爭(zhēng)性備選方案的概率。而且模塊化的外形通?？梢宰畲笙薅鹊販p少待替換硬件的數(shù)量，因?yàn)橄裼?jì)算平臺(tái)、電源、冷卻部件和其它輔助基礎(chǔ)組件等通用資源不再是每臺(tái)儀器的不可拆分的組成部分，這一點(diǎn)與傳統(tǒng)箱式儀器不同。

用適當(dāng)?shù)奶娲诽娲鷥x器硬件只是減緩廢棄情況的一個(gè)方面。在國(guó)防工業(yè)領(lǐng)域，測(cè)試工具的目標(biāo)是在與商用生產(chǎn)測(cè)試相比長(zhǎng)得多的時(shí)間周期內(nèi)保持測(cè)試現(xiàn)用設(shè)備的能力。因此，對(duì)替代硬件的另一個(gè)要求是執(zhí)行現(xiàn)有被驗(yàn)證過(guò)和被認(rèn)可的測(cè)試的能力?，F(xiàn)有測(cè)試不僅依賴于儀器硬件，而且依賴于對(duì)每個(gè)被測(cè)單元來(lái)說(shuō)獨(dú)一無(wú)二的測(cè)試程序集(TPS)。許多測(cè)試程序集可能使用待替換的單套測(cè)試資產(chǎn)。組成每個(gè)測(cè)試程序集的文檔、軟件和接口組件的開(kāi)發(fā)與集成占用了大部分先前的資金投入，設(shè)備支持機(jī)構(gòu)必須繼續(xù)利用該投資，以便盡可能使這部分預(yù)算能頂更長(zhǎng)時(shí)間。

由于重新開(kāi)發(fā)這些測(cè)試程序集的代價(jià)非常高，因此利用測(cè)試程序集與測(cè)試站硬件資產(chǎn)之間的抽象層設(shè)計(jì)的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)在減少?gòu)U棄情況費(fèi)用方面可以提供很大優(yōu)勢(shì)。硬件抽象層有時(shí)也指軟件打包器或簡(jiǎn)單地稱打包器，它使得用通用命令控制測(cè)試資產(chǎn)的測(cè)試開(kāi)發(fā)成為可能，無(wú)需再使用供應(yīng)商獨(dú)有的語(yǔ)法。將命令功能與獨(dú)有語(yǔ)法分離開(kāi)來(lái)可以在發(fā)生廢棄或升級(jí)情況時(shí)保護(hù)對(duì)測(cè)試程序集的投資。

硬件抽象的一個(gè)例子是使用針對(duì)儀器類的通用函數(shù)調(diào)用，如由可互換虛擬儀器(IVI)規(guī)范定義的內(nèi)容。可互換虛擬儀器驅(qū)動(dòng)程序可以從獨(dú)特硬件實(shí)現(xiàn)中抽象出一般性儀器功能，并用通用儀器命令語(yǔ)法代替獨(dú)有的制造商調(diào)用語(yǔ)法(見(jiàn)表1)。

表1：可互換虛擬儀器用于定義儀器類別的通用測(cè)試儀器清單。這種抽象方式為防止特定制造商儀器的廢棄提供了保護(hù)層。