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歡迎使用設(shè)計新一代自動化測試系統(tǒng)開發(fā)者指南。這篇指南包含了一系列白皮書，幫助您開發(fā)測試系統(tǒng)時，降低成本、增加吞吐量，可擴(kuò)展以適應(yīng)未來需求。這篇白皮書描述了模塊化儀器平臺與傳統(tǒng)儀器平臺之間的差別。如需下載完整的開發(fā)者指南（共120頁），請訪問NI.com/automatedtest/zhs。
緒論：自動化測試系統(tǒng)的設(shè)計挑戰(zhàn)
測試管理人員和工程師們?yōu)榱吮ＷC交付到客戶手中的產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性，在各種應(yīng)用領(lǐng)域 (從設(shè)計驗證，經(jīng)終端產(chǎn)品測試，到設(shè)備維修診斷) 都采用自動化測試系統(tǒng)。他們使用自動測試系統(tǒng)執(zhí)行簡單的“通過”或“失敗”測試，或者通過它執(zhí)行一整套的產(chǎn)品特性測試。由于設(shè)計周期后期產(chǎn)品瑕疵檢測的成本呈上升趨勢，自動化測試系統(tǒng)迅速地成為產(chǎn)品開發(fā)流程中一個重要的部分。這篇“設(shè)計下一代自動化測試”的文章描述了一些迫使工程團(tuán)隊減少測試成本和時間的挑戰(zhàn)。這篇文章還深刻地洞察了測試管理人員和工程師們?nèi)绾瓮ㄟ^建立模塊化軟件定義型測試系統(tǒng)來克服這些挑戰(zhàn)。這種測試系統(tǒng)在減少總體成本的同時，顯著地增加了測試系統(tǒng)的吞吐量和靈活性。
如今的測試工程師們面臨著一系列新的壓力。他們所面臨的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境情況如下：
產(chǎn)品設(shè)計比前幾代更為復(fù)雜
為了保持競爭力并滿足客戶要求，開發(fā)周期要求越來越短
產(chǎn)品測試成本越來越高，而預(yù)算越來越少
不斷提高的設(shè)計復(fù)雜性
如今，測試測量的最明顯趨勢是器件復(fù)雜性不斷增加。例如，消費電子、通信和半導(dǎo)體工業(yè)持續(xù)要求將數(shù)字圖象/視頻、高保真音頻、無線通信和因特網(wǎng)互聯(lián)性集成到一個單獨產(chǎn)品中。甚至在汽車中都集成了復(fù)雜的汽車娛樂和信息系統(tǒng)、安全和早期預(yù)警系統(tǒng)，以及車身和發(fā)動機上的控制電子裝備。測試系統(tǒng)的設(shè)計不僅需要足夠靈活地支持對不同產(chǎn)品模型進(jìn)行廣泛的測試，還需要能夠進(jìn)行升級以提供新測試功能所需的更多測試點。
更短的產(chǎn)品開發(fā)周期
由于希望不斷提高新產(chǎn)品和技術(shù)，擁有市場第一個占有率的競爭天性，設(shè)計和測試工程團(tuán)隊只能不斷的縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。為此，工程團(tuán)隊必須設(shè)計出新的測試策略來減少測試時間，并提高從設(shè)計到生產(chǎn)的測試效率。
圖1. 來自SIA的數(shù)據(jù)表明：隨著時間推移,硅（或者器件功能）的成本在降低，但測試成本卻在持續(xù)增加。
日益增加的測試成本和日益減少的測試預(yù)算
為了應(yīng)對器件復(fù)雜性增加、開發(fā)周期縮短和預(yù)算減少的挑戰(zhàn)，測試管理人員和工程師們被迫放棄傳統(tǒng)的測試設(shè)計策略，即基于傳統(tǒng)箱式儀器或“大鐵塊”式的私有ATE系統(tǒng)。這些獨立的儀器缺少軟件處理所必需的靈活性，而且用戶接口是由廠商定義的，只能由廠商通過固件更新。這樣，儀器固件中沒有定義的測試以及新標(biāo)準(zhǔn)的測試就難以執(zhí)行；或者當(dāng)要求變化時，也難以對系統(tǒng)進(jìn)行修改。由于這些器件最初就是作為獨立儀器而設(shè)計，他們?nèi)鄙俦匾募赡芰?，譬如?shù)據(jù)流和同步功能。私有的ATE系統(tǒng)（例如高度集成產(chǎn)品芯片測試儀）能提供所需性能，但成本相當(dāng)昂貴，可能會使工程團(tuán)隊被廢棄，過早地進(jìn)行系統(tǒng)再設(shè)計。
針對這些情況，測試管理人員和工程師們正在實現(xiàn)模塊化軟件定義型測試結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)基于廣泛采納的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，可以提供：
更高的測試系統(tǒng)靈活性：可擴(kuò)展至多種應(yīng)用、業(yè)務(wù)部門，以及各個產(chǎn)品階段高性能的結(jié)構(gòu)：可以顯著提高測試系統(tǒng)吞吐量，并提供與不同儀器廠商之間的密切聯(lián)系和集成，包括精密直流信號、高速模擬和數(shù)字信號和射頻信號的生成與分析。
更低的測試系統(tǒng)投資：減少最初資本投資和維護(hù)成本，同時增加多種測試要求中的設(shè)備使用率更長的測試系統(tǒng)壽命：基于廣泛采納的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，允許技術(shù)升級來改進(jìn)性能并滿足將來的測試需求NI公司作為自動化測試領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，致力于為產(chǎn)品工程師們提供設(shè)計新一代自動化測試系統(tǒng)所需的硬件和軟件。這本深入的開發(fā)者指南包含了設(shè)計新一代自動化測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)所需要的信息。緒論部分描述了一個如圖2所示的測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，為工程師們提供了相關(guān)策略，以應(yīng)對器件復(fù)雜性的增加、開發(fā)周期的縮短、預(yù)算的降低等一系列挑戰(zhàn)。
日益增加的測試成本和日益減少的測試預(yù)算
增加設(shè)備功能通常會導(dǎo)致測試流程更昂貴、費時。然而，構(gòu)建每個功能的成本卻是降低的，這就迫使工程部門要減少成本和預(yù)算，如圖1所示。工程師們必須改進(jìn)測試策略，通過增加測試系統(tǒng)的吞吐量、減少維護(hù)和升級成本和必需的資本投資來降低總成本。
圖
2. NI公司提供了一套完整的、用于設(shè)計
自動化測試系統(tǒng)的軟硬件解決方案
層次結(jié)構(gòu)五：自動化測試系統(tǒng)管理軟件
自動化的測試系統(tǒng)需要實現(xiàn)多種任務(wù)和測量功能：這些任務(wù)和功能中，一些與待測設(shè)備（DUT）相關(guān)的，而另一些對于每個待測設(shè)備是通用的。為了把維護(hù)費用降至最小，并且保證測試系統(tǒng)的壽命，實現(xiàn)DUT級別的任務(wù)與系統(tǒng)級別的任務(wù)相分離的測試策略是十分重要的，這樣工程師們在整個開發(fā)周期中可以迅速地重用、維護(hù)并修改測試程序（或者模塊）來滿足特定的測試需求。
在所有的測試系統(tǒng)中，都存在著根據(jù)待測設(shè)備不同的不同操作，也存在著對于所有待測設(shè)備都通用的操作，例如系統(tǒng)級別的任務(wù)等。
對于每個設(shè)備不同的操作
? 儀器配置
? 測量
? 數(shù)據(jù)采集
? 結(jié)果分析
? 校準(zhǔn)
? 測試模塊
對于每個設(shè)備通用的操作
? 操作界面
? 用戶管理
? DUT跟蹤
? 測試流程控制
? 存儲結(jié)果
? 測試報告
一些公司已經(jīng)編寫了自己的測試執(zhí)行器，并且分配了寶貴的工程資源來從頭開始開發(fā)測試管理軟件。這通常會導(dǎo)致生產(chǎn)率下降并且為了維護(hù)軟件而長時間占用資源。為了使生產(chǎn)效率達(dá)到最大化，工程團(tuán)隊?wèi)?yīng)該利用商業(yè)上可用的測試管理軟件，例如NI TestStand軟件等，來減少對于每個設(shè)備的通用操作的開發(fā)。通過利用這個軟件，工程師們可以專注于對各設(shè)備的專有操作的開發(fā)。需要更多信息，請查閱《Developing a Modular Software Architecture》白皮書。
結(jié)構(gòu)層次四：應(yīng)用開發(fā)軟件
在測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，應(yīng)用開發(fā)環(huán)境（ADE），例如NI公司的Labview和LabWindows/CVI等，扮演了關(guān)鍵角色。利用這些工具，測試系統(tǒng)開發(fā)者可以與各種各樣的儀器通信、集成測量、顯示信息、與其它應(yīng)用連接等等……理想的用于開發(fā)測試和測量應(yīng)用的ADE需要提供易用性、高效編譯性能、與多種I/O集成以及編程靈活性等一系列的應(yīng)用要求。易用性不僅在于可以多么迅速地上手和使用。利用易于使用的ADE ，開發(fā)者可以容易地把處理例程和多種測量設(shè)備集成在一起，創(chuàng)建復(fù)雜的用戶接口，部署和維護(hù)應(yīng)用程序，并且在產(chǎn)品設(shè)計改良和系統(tǒng)需要擴(kuò)展時修改應(yīng)用程序。
如需更多信息，請查閱《Choosing the Right Software Application Development Environment》白皮書。
結(jié)構(gòu)層次三：測量和控制服務(wù)
測量和控制服務(wù)提供了對系統(tǒng)中各種硬件資源的連接、系統(tǒng)配置和診斷工具等，至關(guān)重要。例如，NI Measurement and Automation Explorer (MAX)可以對硬件資源進(jìn)行自動檢測，包括數(shù)據(jù)采集、信號調(diào)節(jié)硬件；GPIB、USB和局域網(wǎng)控制型儀器；PXI系統(tǒng)、VXI設(shè)備；模塊化儀器……，因此開發(fā)者可以在一個地方對它們進(jìn)行配置。集成診斷測試保證了設(shè)備功能正常，而測試面板為開發(fā)者在開始編程前檢查硬件的功能提供了快捷的方法。測量和控制服務(wù)還通過應(yīng)用編程接口（API）提供了對應(yīng)用開發(fā)軟件層的集成，這樣開發(fā)者可以容易的對他們的設(shè)備進(jìn)行編程。
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