Design and development of ETP--Electronic Testing Platform
作者：錢之欣、吳益明、曹磊 （北京中科泛華測(cè)控技術(shù)有限公司）
摘要： Electronic Test Platform, 電子產(chǎn)品測(cè)試平臺(tái)，簡(jiǎn)稱ETP。ETP在設(shè)計(jì)上充分遵循了業(yè)界的ATLAS和IVI標(biāo)準(zhǔn)，使其具備面向信號(hào),與測(cè)試設(shè)備無關(guān)等特性。ETP測(cè)試軟件平臺(tái)的開發(fā)旨在為通用電子行業(yè)、軍工行業(yè)、航天行業(yè)等多領(lǐng)域的客戶提供一個(gè)便捷、高效的產(chǎn)品過程及出廠檢測(cè)的軟件平臺(tái)，幫助工程師們快速的搭建有效測(cè)試系統(tǒng)。
1 引言
電子產(chǎn)品功能測(cè)試一個(gè)廣泛的測(cè)試領(lǐng)域, 由于電子產(chǎn)品的多樣性,決定被測(cè)件的功能各異以及被測(cè)信號(hào)的多種多樣,而且作為產(chǎn)品測(cè)試,有別于試驗(yàn)室設(shè)備,對(duì)測(cè)試系統(tǒng)的快速構(gòu)建,穩(wěn)定性,可擴(kuò)展性和可維護(hù)性都提出了嚴(yán)格的要求,這些都是構(gòu)建系統(tǒng)時(shí)所面臨的挑戰(zhàn).
雖然電子產(chǎn)品功能各異,信號(hào)復(fù)雜,但在其所表現(xiàn)出來的信號(hào)特征上還是有很多的相似之處,這就為總結(jié)這類測(cè)試提供了良好的基礎(chǔ),泛華測(cè)控在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了ETP(電子產(chǎn)品測(cè)試平臺(tái)),旨在為電子產(chǎn)品的流程化出廠檢測(cè)或者維修測(cè)試等提供一種有效和便捷的工具，幫助工程師快速搭建測(cè)試系統(tǒng)，以滿足產(chǎn)品不斷變化的測(cè)試需求。
2 電子產(chǎn)品測(cè)試平臺(tái)-ETP
ETP，即Electronic Test Platform（電子產(chǎn)品測(cè)試平臺(tái)），ETP測(cè)試軟件平臺(tái)的開發(fā)旨在為通用電子行業(yè)、軍工行業(yè)、航天行業(yè)等多領(lǐng)域的客戶提供一個(gè)便捷、高效的產(chǎn)品過程及出廠檢測(cè)的軟件平臺(tái)，幫助工程師們快速的搭建有效測(cè)試系統(tǒng)。
圖1 - ETP氣動(dòng)界面
2.1 ETP軟件架構(gòu)
ETP在結(jié)構(gòu)上分為上層管理執(zhí)行模塊和下層驅(qū)動(dòng)管理模塊。上層管理執(zhí)行模塊旨在提供用戶友好的管理界面，并利用TestStand引擎完成各測(cè)試流程的調(diào)用和執(zhí)行；下層驅(qū)動(dòng)管理模塊旨在提供統(tǒng)一的驅(qū)動(dòng)接口，并利用ATLAS、IVI等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)現(xiàn)各個(gè)驅(qū)動(dòng)。
圖2 – ETP軟件結(jié)構(gòu)
ETP的核心是TestStand引擎以及遵循ATLAS標(biāo)準(zhǔn)和IVI標(biāo)準(zhǔn)來構(gòu)建驅(qū)動(dòng)管理層；
ETP主要是針對(duì)電子產(chǎn)品進(jìn)行功能測(cè)試,而功能測(cè)試通常是指的是通過對(duì)被測(cè)件，也就是UUT，提供模擬運(yùn)行環(huán)境，使得UUT工作于設(shè)計(jì)狀態(tài)，從而獲取輸出，進(jìn)行驗(yàn)證UUT的功能狀態(tài)的測(cè)試方法。因此電子產(chǎn)品的功能測(cè)試具有流程化測(cè)試的特點(diǎn)；而TestStand引擎是業(yè)界廣泛使用的流程測(cè)試平臺(tái)，提供強(qiáng)大的流程管理和執(zhí)行功能，保證了ETP系統(tǒng)在流程化測(cè)試中的穩(wěn)定性和可靠性。
2.2 ATLAS語言
ATLAS語言是一種通用的測(cè)試語言,也是一種測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,它最大的特點(diǎn)是面向信號(hào),與測(cè)試設(shè)備無關(guān)。它僅僅是通過語言來描述被測(cè)信號(hào)的特征和所需實(shí)現(xiàn)的測(cè)試動(dòng)作,因此它與面向儀器的測(cè)試程序開發(fā)不同,面向信號(hào)的測(cè)試程序描述的測(cè)試信號(hào)的特征,而不是測(cè)試儀器的控制過程,所以很好的實(shí)現(xiàn)了測(cè)試程序與測(cè)試儀器的無關(guān)性,面向儀器的測(cè)試程序的可讀性很差,對(duì)測(cè)試儀器的依賴性也很強(qiáng),系統(tǒng)中任何一個(gè)儀器的變化都將導(dǎo)致整個(gè)測(cè)試程序的重新編寫,程序的升級(jí)和移植非常困難.而面向信號(hào)的測(cè)試程序則完全相反,測(cè)試程序可以完全不依賴于具體的測(cè)試儀器,所以面向信號(hào)的測(cè)試程序開發(fā)可有效的實(shí)現(xiàn)測(cè)試程序與測(cè)試設(shè)備的無關(guān)性。
2.3 IVI驅(qū)動(dòng)
IVI (Interchangeable Virtual Instruments— 可互換式虛擬儀器)規(guī)范是1998年初世界測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域中興起的、在VXI plug play技術(shù)上發(fā)展而來的一項(xiàng)新技術(shù)。IVI儀器類驅(qū)動(dòng)器庫是建立在IVI標(biāo)準(zhǔn)儀器編程接口基礎(chǔ)上，包括:標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)器、仿真驅(qū)動(dòng)器及軟面板。IVI儀器類驅(qū)動(dòng)程序是某一類儀器的函數(shù)調(diào)用和屬性的集合，可以控制某一領(lǐng)域的儀器。IVI對(duì)每一類儀器來說,都提供了標(biāo)準(zhǔn)的API函數(shù),在我們編寫應(yīng)用程序時(shí),通過定義的邏輯名稱來調(diào)用分類驅(qū)動(dòng)程序初始化函數(shù),IVI引擎通過邏輯名稱檢查IVI配置文件,確定正在使用的具體儀器,動(dòng)態(tài)調(diào)用具體儀器驅(qū)動(dòng)程序所對(duì)應(yīng)的初始化函數(shù),與儀器之間建立連接,并將會(huì)話句柄重新返回給分類驅(qū)動(dòng)程序,由分類驅(qū)動(dòng)程序其他函數(shù)通過該句柄發(fā)送儀器控制命令和接收數(shù)據(jù),這些函數(shù)同樣被IVI引擎映射到具體儀器驅(qū)動(dòng)程序,完成對(duì)硬件儀器的I/O操作,實(shí)現(xiàn)儀器的互換性。因此,即使測(cè)試系統(tǒng)的具體儀器升級(jí)或改變,只需修改配置文件的信息,使程序中的邏輯名稱指向新的儀器,就可以保證測(cè)試程序的可執(zhí)行性,而不會(huì)使系統(tǒng)的測(cè)試程序受到任何影響。
2.4 信號(hào)驅(qū)動(dòng)引擎
由于ATLAS只是一種面向信號(hào)的描述語言,本身并不具備執(zhí)行能力,而測(cè)試系統(tǒng)本身是需要使用系統(tǒng)中的測(cè)試測(cè)量設(shè)備對(duì)信號(hào)進(jìn)行測(cè)試和分析,因此需要對(duì)ATLAS語句進(jìn)行解析,使其能真正的執(zhí)行測(cè)試,所以在ETP平臺(tái)中定義了信號(hào)驅(qū)動(dòng)引擎,其主要功能就是使得所描述的ATLAS測(cè)試語句通過解析之后能與真實(shí)的測(cè)試設(shè)備和信號(hào)建立連接,從而對(duì)信號(hào)進(jìn)行測(cè)試.
在ETP平臺(tái)中,定義了23種信號(hào),100多種信號(hào)特征量,基本上覆蓋了電子產(chǎn)品測(cè)試中的測(cè)試信號(hào)。
信號(hào)驅(qū)動(dòng)引擎通過其信號(hào)處理接口被上層的TPS編輯和TPS運(yùn)行環(huán)境所調(diào)用,來實(shí)現(xiàn)測(cè)試語句的編輯和執(zhí)行。
這樣,測(cè)試系統(tǒng)開發(fā)者就可以ETP開發(fā)針對(duì)不同被測(cè)對(duì)象的測(cè)試程序,測(cè)試程序的開發(fā)者可以不必了解具體儀器的操作方法以及測(cè)試系統(tǒng)復(fù)雜配置情況,而專注于研究被測(cè)對(duì)象的測(cè)試過程,從而減少系統(tǒng)構(gòu)建所需的時(shí)間,并使得測(cè)試系統(tǒng)的升級(jí)和維護(hù)變得更容易。
而ETP平臺(tái)正是基于ATLAS標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的信號(hào)驅(qū)動(dòng)層和測(cè)試流程編輯器,使得所構(gòu)建的功能測(cè)試系統(tǒng)具有很強(qiáng)的適應(yīng)性和擴(kuò)展性。
2.5 TPS編輯環(huán)境
在ETP平臺(tái)中,可以針對(duì)每一個(gè)被測(cè)件建立一個(gè)TPS package,每一個(gè)TPS package中包括硬件配置文件,信號(hào)路由文件以及測(cè)試流程文件。
下圖ETP中的測(cè)試流程編輯界面：
圖3 流程編輯界面 （TPS編輯界面）
ETP平臺(tái)提供硬件配置文件向?qū)б约皽y(cè)試流程文件編輯向?qū)?可以這兩個(gè)向?qū)矸奖愕木庉嬘布渲梦募虯TLAS測(cè)試語句,并且在流程編輯界面中,提供了語法檢查的功能,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)的檢測(cè)所編輯的測(cè)試語句是否正確以及測(cè)試語句所存在的問題,從而為更正測(cè)試語句提供了很好的幫助。
2.6 TPS運(yùn)行環(huán)境
在TPS運(yùn)行環(huán)境中,只需選擇被測(cè)產(chǎn)品的型號(hào)以及型號(hào)所對(duì)應(yīng)的測(cè)試流程,之后基于TestStand引擎的TPS運(yùn)行環(huán)境可以自動(dòng)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試,并將所有的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫,便于進(jìn)行數(shù)據(jù)離線分析。
圖4 流程編輯界面 （TPS編輯界面）
3 結(jié)論
基于ATLAS和IVI標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的信號(hào)驅(qū)動(dòng)引擎,是ETP的核心,使得整個(gè)平臺(tái)具備良好的可維護(hù)性,可重用性和可擴(kuò)展性�；诔墒斓臉I(yè)界產(chǎn)品TestStand引擎所開發(fā)的TPS運(yùn)行環(huán)境,提升了整個(gè)平臺(tái)的執(zhí)行性能,使得平臺(tái)的可靠性和穩(wěn)定性進(jìn)一步提升。
綜上所述,基于ETP平臺(tái)開發(fā)的功能測(cè)試系統(tǒng)吸取了ATLAS和IVI標(biāo)準(zhǔn)的特性,是面向信號(hào)的,真正實(shí)現(xiàn)了測(cè)試程序與測(cè)試設(shè)備無關(guān),使得測(cè)試工程師能專注于研究測(cè)試對(duì)象的測(cè)試過程,將更多的關(guān)注點(diǎn)集中于測(cè)試系統(tǒng)整體性能的提升,而不是將大量時(shí)間集中于測(cè)試程序的開發(fā),這樣ETP為測(cè)試系統(tǒng)整體性能的提升和節(jié)省測(cè)試系統(tǒng)的開發(fā)時(shí)間都建立良好的基礎(chǔ)。
目前,泛華測(cè)控所開發(fā)的雷達(dá)整機(jī)測(cè)試系統(tǒng)、無線電綜合測(cè)試系統(tǒng)、雷達(dá)控制板測(cè)試系統(tǒng)，戶外LED大屏幕系列主控板測(cè)試系統(tǒng)均是基于ETP平臺(tái)進(jìn)行開發(fā)的。
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