Design and development of ETP--Electronic Testing Platform
作者：錢之欣、吳益明、曹磊 （北京中科泛華測控技術(shù)有限公司）
摘要： Electronic Test Platform, 電子產(chǎn)品測試平臺，簡稱ETP。ETP在設(shè)計上充分遵循了業(yè)界的ATLAS和IVI標(biāo)準(zhǔn)，使其具備面向信號,與測試設(shè)備無關(guān)等特性。ETP測試軟件平臺的開發(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)域的客戶提供一個便捷、高效的產(chǎn)品過程及出廠檢測的軟件平臺，幫助工程師們快速的搭建有效測試系統(tǒng)。
1 引言
電子產(chǎn)品功能測試一個廣泛的測試領(lǐng)域, 由于電子產(chǎn)品的多樣性,決定被測件的功能各異以及被測信號的多種多樣,而且作為產(chǎn)品測試,有別于試驗室設(shè)備,對測試系統(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)時所面臨的挑戰(zhàn).
雖然電子產(chǎn)品功能各異,信號復(fù)雜,但在其所表現(xiàn)出來的信號特征上還是有很多的相似之處,這就為總結(jié)這類測試提供了良好的基礎(chǔ),泛華測控在此基礎(chǔ)上設(shè)計了ETP(電子產(chǎn)品測試平臺),旨在為電子產(chǎn)品的流程化出廠檢測或者維修測試等提供一種有效和便捷的工具，幫助工程師快速搭建測試系統(tǒng)，以滿足產(chǎn)品不斷變化的測試需求。
2 電子產(chǎn)品測試平臺-ETP
ETP，即Electronic Test Platform（電子產(chǎn)品測試平臺），ETP測試軟件平臺的開發(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)域的客戶提供一個便捷、高效的產(chǎn)品過程及出廠檢測的軟件平臺，幫助工程師們快速的搭建有效測試系統(tǒng)。
圖1 - ETP氣動界面
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引擎完成各測試流程的調(diào)用和執(zhí)行；下層驅(qū)動管理模塊旨在提供統(tǒng)一的驅(qū)動接口，并利用ATLAS、IVI等國際標(biāo)準(zhǔn)來實現(xiàn)各個驅(qū)動。
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)動管理層；
ETP主要是針對電子產(chǎn)品進(jìn)行功能測試,而功能測試通常是指的是通過對被測件，也就是UUT，提供模擬運行環(huán)境，使得UUT工作于設(shè)計狀態(tài)，從而獲取輸出，進(jìn)行驗證UUT的功能狀態(tài)的測試方法。因此電子產(chǎn)品的功能測試具有流程化測試的特點；而TestStand引擎是業(yè)界廣泛使用的流程測試平臺，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試語言,也是一種測試標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,它最大的特點是面向信號,與測試設(shè)備無關(guān)。它僅僅是通過語言來描述被測信號的特征和所需實現(xiàn)的測試動作,因此它與面向儀器的測試程序開發(fā)不同,面向信號的測試程序描述的測試信號的特征,而不是測試儀器的控制過程,所以很好的實現(xiàn)了測試程序與測試儀器的無關(guān)性,面向儀器的測試程序的可讀性很差,對測試儀器的依賴性也很強(qiáng),系統(tǒng)中任何一個儀器的變化都將導(dǎo)致整個測試程序的重新編寫,程序的升級和移植非常困難.而面向信號的測試程序則完全相反,測試程序可以完全不依賴于具體的測試儀器,所以面向信號的測試程序開發(fā)可有效的實現(xiàn)測試程序與測試設(shè)備的無關(guān)性。
2.3 IVI驅(qū)動
IVI (Interchangeable Virtual Instruments— 可互換式虛擬儀器)規(guī)范是1998年初世界測試技術(shù)領(lǐng)域中興起的、在VXI plug play技術(shù)上發(fā)展而來的一項新技術(shù)。IVI儀器類驅(qū)動器庫是建立在IVI標(biāo)準(zhǔn)儀器編程接口基礎(chǔ)上，包括:標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動器、仿真驅(qū)動器及軟面板。IVI儀器類驅(qū)動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,通過定義的邏輯名稱來調(diào)用分類驅(qū)動程序初始化函數(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,動態(tài)調(diào)用具體儀器驅(qū)動程序所對應(yīng)的初始化函數(shù),與儀器之間建立連接,并將會話句柄重新返回給分類驅(qū)動程序,由分類驅(qū)動程序其他函數(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)動程序,完成對硬件儀器的I/O操作,實現(xiàn)儀器的互換性。因此,即使測試系統(tǒng)的具體儀器升級或改變,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,就可以保證測試程序的可執(zhí)行性,而不會使系統(tǒng)的測試程序受到任何影響。
2.4 信號驅(qū)動引擎
由于ATLAS只是一種面向信號的描述語言,本身并不具備執(zhí)行能力,而測試系統(tǒng)本身是需要使用系統(tǒng)中的測試測量設(shè)備對信號進(jìn)行測試和分析,因此需要對ATLAS語句進(jìn)行解析,使其能真正的執(zhí)行測試,所以在ETP平臺中定義了信號驅(qū)動引擎,其主要功能就是使得所描述的ATLAS測試語句通過解析之后能與真實的測試設(shè)備和信號建立連接,從而對信號進(jìn)行測試.
在ETP平臺中,定義了23種信號,100多種信號特征量,基本上覆蓋了電子產(chǎn)品測試中的測試信號。
信號驅(qū)動引擎通過其信號處理接口被上層的TPS編輯和TPS運行環(huán)境所調(diào)用,來實現(xiàn)測試語句的編輯和執(zhí)行。
這樣,測試系統(tǒng)開發(fā)者就可以ETP開發(fā)針對不同被測對象的測試程序,測試程序的開發(fā)者可以不必了解具體儀器的操作方法以及測試系統(tǒng)復(fù)雜配置情況,而專注于研究被測對象的測試過程,從而減少系統(tǒng)構(gòu)建所需的時間,并使得測試系統(tǒng)的升級和維護(hù)變得更容易。
而ETP平臺正是基于ATLAS標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的信號驅(qū)動層和測試流程編輯器,使得所構(gòu)建的功能測試系統(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平臺中,可以針對每一個被測件建立一個TPS package,每一個TPS package中包括硬件配置文件,信號路由文件以及測試流程文件。
下圖ETP中的測試流程編輯界面：
圖3 流程編輯界面 （TPS編輯界面）
ETP平臺提供硬件配置文件向?qū)б约皽y試流程文件編輯向?qū)?可以這兩個向?qū)矸奖愕木庉嬘布渲梦募虯TLAS測試語句,并且在流程編輯界面中,提供了語法檢查的功能,系統(tǒng)會自動的檢測所編輯的測試語句是否正確以及測試語句所存在的問題,從而為更正測試語句提供了很好的幫助。
2.6 TPS運行環(huán)境
在TPS運行環(huán)境中,只需選擇被測產(chǎn)品的型號以及型號所對應(yīng)的測試流程,之后基于TestStand引擎的TPS運行環(huán)境可以自動對產(chǎn)品進(jìn)行測試,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)的信號驅(qū)動引擎,是ETP的核心,使得整個平臺具備良好的可維護(hù)性,可重用性和可擴(kuò)展性。基于成熟的業(yè)界產(chǎn)品TestStand引擎所開發(fā)的TPS運行環(huán)境,提升了整個平臺的執(zhí)行性能,使得平臺的可靠性和穩(wěn)定性進(jìn)一步提升。
綜上所述,基于ETP平臺開發(fā)的功能測試系統(tǒng)吸取了ATLAS和IVI標(biāo)準(zhǔn)的特性,是面向信號的,真正實現(xiàn)了測試程序與測試設(shè)備無關(guān),使得測試工程師能專注于研究測試對象的測試過程,將更多的關(guān)注點集中于測試系統(tǒng)整體性能的提升,而不是將大量時間集中于測試程序的開發(fā),這樣ETP為測試系統(tǒng)整體性能的提升和節(jié)省測試系統(tǒng)的開發(fā)時間都建立良好的基礎(chǔ)。
目前,泛華測控所開發(fā)的雷達(dá)整機(jī)測試系統(tǒng)、無線電綜合測試系統(tǒng)、雷達(dá)控制板測試系統(tǒng)，戶外LED大屏幕系列主控板測試系統(tǒng)均是基于ETP平臺進(jìn)行開發(fā)的。
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