《電子技術(shù)應(yīng)用》
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航天測控面向信號的自動(dòng)測試軟件平臺(tái)

2008-11-27
作者:路林海
  自動(dòng)測試" title="自動(dòng)測試">自動(dòng)測試系統(tǒng)(ATS)是指那些采用計(jì)算機(jī)控制,能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測試的系統(tǒng),。自動(dòng)測試系統(tǒng)一般由自動(dòng)測試設(shè)備(ATE)和自動(dòng)測試軟件平臺(tái)" title="軟件平臺(tái)">軟件平臺(tái)組成,,自動(dòng)測試系統(tǒng)的基本組成如圖1所示,。
  自動(dòng)測試軟件平臺(tái)的開發(fā)有面向儀器和面向信號" title="面向信號">面向信號兩種,?;贗VI規(guī)范面向儀器的自動(dòng)測試軟件平臺(tái),可以解決同類儀器的互換性問題,,但不能實(shí)現(xiàn)不同類儀器之間的互換性問題,。而面向信號的自動(dòng)測試軟件平臺(tái)可以在儀器信號功能級實(shí)現(xiàn)儀器功能的可互換。
  任何一種產(chǎn)品都會(huì)經(jīng)歷從設(shè)計(jì)到淘汰的全壽命周期過程,,該過程涉及到不同級別的用戶,,為了全面提升測試信息化能力,需要結(jié)合廣域測試環(huán)境" title="測試環(huán)境">測試環(huán)境(ABBET),,在自動(dòng)測試軟件平臺(tái)中實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的信息交換接口及服務(wù)方式用于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全壽命周期測試,、診斷和維修。

航天測控面向信號的自動(dòng)測試軟件平臺(tái)

圖1 自動(dòng)測試系統(tǒng)的基本組成   1,、自動(dòng)測試軟件平臺(tái)
  自動(dòng)測試軟件平臺(tái)是與被測對象及其測試設(shè)備密切相關(guān)的軟件體系,,軟件平臺(tái)一般由三部分組成:測試程序集(TPS),TPS開發(fā)工具和測試資源庫。
  1)測試程序集(TPS)
  TPS是與被測對象及其測試要求密切相關(guān)的,,由三部分組成:測試程序軟件,、測試接口適配器和被測對象所需的各種文件。
  a.接口適配器
  由于每個(gè)UUT有著不同的連接要求和輸入/輸出端口,,因此UUT連到ATE通常要求有相應(yīng)的接口設(shè)備,,稱為接口適配器,它完成UUT到ATE的正確,、可靠的連接,,并且為ATE中的各個(gè)信號點(diǎn)到UUT中相應(yīng)I/O引腳指定信號路徑。
  b.測試程序(TP):
  TP用于控制ATE的資源來測試指定的被測對象,,它通過執(zhí)行測試文檔實(shí)現(xiàn)對測試過程的控制,,完成被測對象是“正常”還是“故障”的判斷,。
  c.測試文檔
  用于描述對ATE資源的控制(如對ATE激勵(lì),、開關(guān)、測量儀器的選擇與控制,、對激勵(lì)信號及測量點(diǎn)的選擇與控制等),,還包含對所測得的響應(yīng)信號的處理。
  2)測試資源庫
  測試資源庫中包括了被測對象的測試需求,、測試策略信息,,信號接口信息,ATE中儀器的描述信息等,。
  3)TPS開發(fā)工具
  TPS開發(fā)工具用于描述被測對象測試需求,、策略信息,定義測試資源,生成測試文檔,,描述信號路徑,,測試結(jié)果分析及根據(jù)測試結(jié)果實(shí)現(xiàn)故障診斷等。 ?   2,、IVI-Signal Interface規(guī)范
  IVI-SignalInterface規(guī)范的體系結(jié)構(gòu)如圖2所示,。
  IVI-Signal Interface規(guī)范是IVI基金會(huì)在IVI-MSS模型的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展起來的,它對IVI-MSS的RCM進(jìn)一步封裝,,以信號接口的形式對外提供測試服務(wù),。這些接口用一系列方法執(zhí)行信號操作,比如初始化(initialing)、建立(setup),、連結(jié)(fetch),、更改(change)等,允許客戶應(yīng)用程序控制儀器設(shè)備上物理信號的初始化、切換等操作,。IVI信號組件" title="信號組件">信號組件控制一臺(tái)或多臺(tái)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(qū)動(dòng)器,、SCPI命令等實(shí)現(xiàn)的。

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圖2? IVI-Signal Interface規(guī)范的體系結(jié)構(gòu) ? ?   3,、廣域測試環(huán)境體系結(jié)構(gòu)
  廣域測試環(huán)境體系結(jié)構(gòu)(ABBET)將自動(dòng)測試系統(tǒng)劃分為五個(gè)概念層:產(chǎn)品描述層,,測試策略/需求層,測試過程層,,測試資源層,,儀器控制層。其系列標(biāo)準(zhǔn)為各層間信息交互提供了軟件接口的標(biāo)準(zhǔn)化定義,,通過標(biāo)準(zhǔn)接口將各層組件靈活方便的組合成系統(tǒng)平臺(tái),,迅速的把測試信息轉(zhuǎn)化為測試應(yīng)用,為構(gòu)建一個(gè)開放的軟件體系結(jié)構(gòu)提供了一種嶄新的思路和框架,。
  圖3描述了ABBET標(biāo)準(zhǔn)定義的測試基本框架(TFF),。此框架從測試資源,測試對象,,測試環(huán)境三維的視角,,分層次,分模塊的定義了測試領(lǐng)域內(nèi)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),,應(yīng)用部分在圖中被描述成為插人的模塊,,它包括測試應(yīng)用和測試準(zhǔn)備分析工具。

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圖3 廣域測試環(huán)境體系結(jié)構(gòu) ? ?   4,、面向信號的自動(dòng)測試軟件平臺(tái)
  在傳統(tǒng)自動(dòng)測試軟件平臺(tái)的基礎(chǔ)上,,結(jié)合廣域測試環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)及IVI-Signal Interface規(guī)范,針對與被測對象(UUT)的相關(guān)性,面向信號的自動(dòng)測試軟件平臺(tái)的框架結(jié)構(gòu)分為ATE無關(guān)部分和AET相關(guān)部分,。在AET相關(guān)部分內(nèi),,在儀器信號功能級上實(shí)現(xiàn)儀器功能的可互換。面向信號的自動(dòng)測試軟件平臺(tái)的總體框架結(jié)構(gòu)圖如圖4所示,。
  面向信號的自動(dòng)測試軟件平臺(tái)在邏輯上分為三個(gè)層次:產(chǎn)品設(shè)計(jì),,ATE設(shè)計(jì)和信號組件設(shè)計(jì)。

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圖4 面向信號的自動(dòng)測試軟件平臺(tái)的總體框架結(jié)構(gòu)圖 ?   4.1 產(chǎn)品設(shè)計(jì)
  產(chǎn)品設(shè)計(jì)部分按指定的格式描述UUT產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息,,包括UUT物理和電路設(shè)計(jì)描述,、 UUT外部可測量的性能、響應(yīng)和需要的激勵(lì),。包括UUT測試要求,、測試策略、自動(dòng)測試生成,、診斷模型以及維修數(shù)據(jù)的采集和整理的描述,。為測試要求提供正式標(biāo)準(zhǔn)的定義,建立人工智能的系統(tǒng)模型,,將維修測試數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化,。根據(jù)產(chǎn)品描述層提供的信息和過去的維修測試數(shù)據(jù)決定測試策略,生成測試代碼,。
  產(chǎn)品設(shè)計(jì)部分生成的各項(xiàng)信息面向被測對象,,同ATE設(shè)計(jì)無關(guān)。
  產(chǎn)品設(shè)計(jì)包括四部分:產(chǎn)品描述,,產(chǎn)品測試策略描述,,測試及維修信息設(shè)計(jì)和故障診斷分析。
  4.1.1產(chǎn)品描述
  用于描述UUT產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息,,包括UUT物理和電路設(shè)計(jì)描述,、 UUT外部可測量的性能、響應(yīng)和需要的激勵(lì),。UUT的描述信息可以用圖形表示,,如圖5為一被測對象(UUT)的產(chǎn)品描述圖。

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圖5 UUT的產(chǎn)品描述圖 ?   該UUT包括兩個(gè)輸入信號,,兩個(gè)輸出信號,。
  4.1.2產(chǎn)品測試策略描述
  用于UUT的測試要求、測試策略,。結(jié)合上面UUT的產(chǎn)品描述例子,,其對應(yīng)的產(chǎn)品測試策略描述信息如下:
  輸出AC信號(5V);
  測量AC信號(10V),;
  接通開關(guān)(),;
  測量電阻信號(100歐),;
  斷開開關(guān);
  停止AC信號(5V),。
  4.1.3故障診斷分析
  用于描述診斷模型的設(shè)計(jì),。結(jié)合上面UUT的產(chǎn)品測試策略描述例子,其對應(yīng)的診斷模型信息如下:
  If( 測量AC信號(10V)== 10V && 測量電阻信號(100歐)==100歐 )
  {成功}
  Else If( 測量AC信號(10V)== 10V )
  {失敗1}
  Else If( 測量電阻信號(100歐)==100歐 )
  {失敗2}
  4.1.4測試及維護(hù)信息設(shè)計(jì)
  用于描述測試和維護(hù)信息管理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),。結(jié)合上面UUT的產(chǎn)品故障診斷模型描述例子,,其對應(yīng)的測試及維護(hù)信息如下:
  If( 成功 )
  {正常}
  Else If( 失敗1 )
  {更換配件1}
  Else If( 失敗2? )
  {更換配件2}
  4.2 ATE設(shè)計(jì)
  ATE設(shè)計(jì)包括三個(gè)部分:測試信號組件描述,ATE開發(fā)和測試執(zhí)行程序,。
  這部分用于把跟ATE無關(guān)的UUT測試策略轉(zhuǎn)換為ATE相關(guān)的測試流程,,測試流程中對儀器的操作針對抽象的信號組件,實(shí)現(xiàn)測試流程的面向信號驅(qū)動(dòng),,以便實(shí)現(xiàn)儀器可互換,。。
  4.2.1測試信號組件描述
  測試信號組件描述用于提取出UUT測試策略中的各種信號描述用于ATE的設(shè)計(jì),,ATE設(shè)計(jì)中結(jié)合系統(tǒng)的設(shè)計(jì)合并同類信號作為單獨(dú)的一個(gè)信號組件,,測試流程即針對該信號組件設(shè)計(jì),具體執(zhí)行過程中綁定該組件到相應(yīng)物理儀器的對應(yīng)信號組件,。
  結(jié)合上面的產(chǎn)品描述例子,,我們可以提出四個(gè)信號組件描述如下:

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  4.2.2 ATE開發(fā)
  ATE開發(fā)主要包括三個(gè)部分:適配器通路的描述,測試策略到測試流程的轉(zhuǎn)換和信號組件的使用,。
  4.2.2.1 適配器通路的描述
  這部分包括UUT端點(diǎn)定義、ITA端點(diǎn)定義,、ICA端點(diǎn)定義和信號組件端點(diǎn)的定義,,儀器到UUT端的路徑描述。
  信號組件和ICA端點(diǎn)是一一對應(yīng)的關(guān)系,,UUT端點(diǎn)和ICA端點(diǎn)之間經(jīng)過了信號轉(zhuǎn)換或者增益,,需被描述出來并最終反應(yīng)到信號組件參數(shù)的變化上。
  4.2.2.2 測試策略到測試流程的轉(zhuǎn)換
  測試策略是對UUT測試過程的描述,,該描述同ATE無關(guān),。需把該測試策略轉(zhuǎn)換成跟ATE相關(guān)的測試流程才能實(shí)現(xiàn)針對UUT的測試。
  圖6是測試策略和測試流程之間轉(zhuǎn)換的一個(gè)例子,。該UUT需要一個(gè)20V的激勵(lì)輸入,,并產(chǎn)生一個(gè)20V的輸出。根據(jù)測試儀器及一些其它方面的考慮設(shè)計(jì)適配器的增益倍數(shù)和衰減倍數(shù)分別為2,。轉(zhuǎn)換測試策略到測試流程過程中,,測試流程中相應(yīng)信號組件的參數(shù)將相應(yīng)改變,經(jīng)測試儀器的驅(qū)動(dòng)和適配器的調(diào)理,,到UUT端的時(shí)候?qū)崿F(xiàn)測試策略的需求,。

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圖6測試策略和測試流程轉(zhuǎn)換 ?   4.2.2.3 信號組件的使用
  測試策略中提出的信號組件轉(zhuǎn)換為測試流程的信號組件,,針對測試流程中的信號組件,將設(shè)計(jì)基于實(shí)際儀器的信號組件,,來實(shí)現(xiàn)測試流程中信號組件的功能,。測試流程只實(shí)現(xiàn)對信號組件的定義,而實(shí)現(xiàn)是在實(shí)際儀器的基礎(chǔ)上封裝的,。
  如圖7是信號組件使用的一個(gè)例子,。測試策略中提出兩個(gè)信號組件,測試流程中相應(yīng)的對應(yīng)了兩個(gè)信號組件,,在兩個(gè)測試儀器上分別實(shí)現(xiàn)了信號組件1,。實(shí)際使用過程中即可動(dòng)態(tài)的綁定到不同的儀器實(shí)現(xiàn)儀器可互換。

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圖7 信號組件的使用 ?   4.2.3 測試執(zhí)行
  測試執(zhí)行應(yīng)用程序通過執(zhí)行測試流程,,調(diào)用信號組件驅(qū)動(dòng)相應(yīng)硬件儀器完成切換開關(guān),、發(fā)送激勵(lì)、控制測量等,,實(shí)現(xiàn)對UUT的測試并保存測試結(jié)果,。
  4.3 信號組件的設(shè)計(jì)
  一般說來,信號組件是ATE相關(guān)的,。適配器設(shè)計(jì)過程中會(huì)相應(yīng)的考慮實(shí)際硬件儀器的功能來定義增益或者衰減,,適配器功能決定后,將根據(jù)測試策略中的信號組件定義ATE中使用的實(shí)際信號組件,。
  實(shí)際信號組件定義后,,流程中的操作將面向這些信號組件。然后分別在實(shí)際儀器上封裝相應(yīng)的信號組件,。
  信號組件中為實(shí)現(xiàn)其功能,,在對實(shí)際儀器的驅(qū)動(dòng)封裝過程中,將會(huì)增加一些標(biāo)定算法等實(shí)現(xiàn)該組件對實(shí)際信號的測量不會(huì)同其它信號組件的測量結(jié)果出現(xiàn)偏差,。
  4.3.1 信號組件設(shè)計(jì)中各種驅(qū)動(dòng)程序的使用
  信號組件不限于必須封裝在IVI驅(qū)動(dòng)程序上,,可以封裝在各種類型的驅(qū)動(dòng)程序之上,如圖8所示,。

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圖8 面向各種驅(qū)動(dòng)的信號組件 ?   4.3.2 面向IVI驅(qū)動(dòng)的信號組件設(shè)計(jì)
  如果信號組件的設(shè)計(jì)是面向IVI驅(qū)動(dòng)的,,即操作是針對IVI類驅(qū)動(dòng)的,則可以實(shí)現(xiàn)該信號組件的通用性,,即實(shí)現(xiàn)對提供類IVI驅(qū)動(dòng)的儀器硬件實(shí)現(xiàn)互換性,,如圖9所示。不過此時(shí)存在一個(gè)缺陷,,有可能這個(gè)缺陷是致命的,,即無法消除同類儀器中不同儀器的測量結(jié)果的差異性。

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圖9 面向IVI驅(qū)動(dòng)的信號組件的通用性 ? ?

  面向信號的自動(dòng)測試軟件平臺(tái)在兩個(gè)層次上分別實(shí)現(xiàn)了獨(dú)立性,,即:測試策略和UUT的獨(dú)立性,,測試流程和實(shí)際儀器的獨(dú)立性,。信號組件的實(shí)現(xiàn)需要結(jié)合具體儀器,因此無法預(yù)先實(shí)現(xiàn),,但可以通過提供VC下Wizard向?qū)?,供用戶方便的進(jìn)行組件的開發(fā)。面向信號的自動(dòng)測試軟件平臺(tái)具備通用性,,即提供軟總線功能,,用戶可以自定義信號組件加入平臺(tái)。

?

  北京航天測控技術(shù)開發(fā)公司以通用測控產(chǎn)品為主,,主要有六大類:基礎(chǔ)測試測量儀器,,包括16大類230余種的VXI/PXI/LXI/CPCI/CAN/GPIB總線系列化儀器模塊及信號調(diào)理模塊;軟件及信息化產(chǎn)品,,包括虛擬儀器測試開發(fā)環(huán)境和遠(yuǎn)程分布式測試與故障診斷系統(tǒng),;通用測試系統(tǒng),包括“廣靈通”通用測試平臺(tái)及其系列產(chǎn)品,;測試與維修保障系統(tǒng),,包括“華佗”電子設(shè)備電路板維修測試與診斷系統(tǒng)及其系列產(chǎn)品和裝備維修測試與診斷系統(tǒng);自動(dòng)化控制系統(tǒng),,包括遙測遙控及工業(yè)自動(dòng)化等系統(tǒng)產(chǎn)品,;測試系統(tǒng)輔助配套產(chǎn)品。同時(shí)公司還可以根據(jù)用戶的具體需求,,提供ATE/ATS,、DCS/FCS的系統(tǒng)集成、方案設(shè)計(jì),、技術(shù)咨詢,、軟件開發(fā)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及遠(yuǎn)程信息化測試,、測試/診斷程序開發(fā)及技術(shù)培訓(xùn)與維護(hù)等服務(wù)。
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