自动测试系统的新趋势

自动测试系统的新趋势

摘要：在科技日新月异的今天，新的测试技术及新的电子元器件设计和制造技术不断推动着电子测量仪器设计水平向前发展。尤其是通信技术和计算机技术的发展，以及在自动测试系统内的深入应用，使得自动测试系统有了其新的特点。

关键词：自动测试系统、新趋势、融合

PXI总线是Compact PCI总线的进一步扩展，具有开放性、高性能、低成本和通用性特点，已在航空、航天、军事等高技术领域得到了迅速发展，越来越多的大型复杂自动测试系统集成工程师选用PXI总线作为开发平台。PXI总线得到迅速发展的原因是它综合了PCI和VME计算机总线、COmpact PCI的插卡结构、VXI与GPIB测试总线的特点，并采用了windows和Plug＆Play的软件工具作为平台技术的软件和硬件基础，具有更好的性能。它充分发挥了计算机的功能，能直接选用有关货架产品和即插即用程序方便地组成各类自动测试系统。

进入21世纪，电子测量仪器的总体发展出现了新的趋势，概括起来有以下三方面特点：

第一，仪器的性能更加优异，测量功能更加强大，仪器的测量精度，测试灵敏度，测量的动态范围等都达到了前所未有的高度。例如，Agilent公司的PSA频谱分析仪的测量灵敏度高达一169dBm(接近物理界热噪声一174dBm)，PNA网络分析仪的动态范围高达143dB。

第二，仪器和计算机技术的前所未有的融合。首先，越来越多的仪器选用以Windows软件和Intel芯片为平台，采用Windows GUI和基于军用标准的软件，用Windows软件代替仪器内部操作软件，并易于与MS办公室应用软件连接，充分发挥其效能，同时，触摸屏被广泛利用，话音控制可解决双手同时被占用时操作仪器的问题，通过网络控制仪器操作,并用基于MS Windows和MS Visual Studio实现测试自动化。

第三，随着计算机的运算速度和处理数据能力的不断增加，及计算机仿真技术的广泛应用，仪器的硬件和测试软件及仿真软件的结合越来越紧密。首先，硬件的模块化设计，使得通过不同的硬件模块组合配以不同的软件，从而形成不同功能的仪器和不同的测试解决方案。通过插入不同的模块并配以不同软件，该仪器可成为抖动分析仪，宽带示波器，数字通信分析仪，时域反射分析仪；此外，VXI结构的测试仪器更加充分地解释了模块化结构仪器的灵活配置和应用。其次，软件无线电的概念已有了全新的解释和现实的应用。

随着测量仪器功能的不断提高和完善，与其相关的自动测试系统(特别是军用ATS测试系统)的组建与发展也经历了从台式仪器ATS系统到卡式仪器ATS系统，从卡式仪器ATS系统到卡式仪器与台式仪器混合的ATS系统的发展过程。到目前为止，VXI 结构的仪器(主要对于大通道数的数字信号测量)与GPIB标准的台式仪器(主要对于性能要求严格的射频／微波信号测量)相结合组建ATS测试系统已成为军用ATS测试系统普遍遵从的主流原则和典范。它可以极大地降低整个测试系统的组建、开发、维护、替换和升级的成本。但是，由于军工行业系统研制周期和认证周期相对较长，系统维护和需要支持的周期通常在lO年至20年，而民用科技的发展日新月异，流行商用仪器的更新速度越来越快，一些COTS产品在军工行业被大规模全面使用之前就

已废型和停产，对于已定型的测试系统的维护和支持成为军工客户面临的最大问题，特别是那些基于特定硬件而开发的测试软件(TPS)的维护、支持和更新更是面临巨大的挑战。如何实现硬件的可互换性和软件的可互操作性成为保证整个系统生命力和生命周期的关键。与此同时，军用ATS测试系统还要满足其可靠性、机动性和灵活性的要求，并尽可能地降低开发、维护的成本，节省人力资源，改进硬件的现场替换效率和维修中心替换效率，改进武器系统快速应对地区乃至全球支持的战略要求。为此，以美国为首的用户和仪器厂商提出一种新的测试仪器理念和技术以解决COTS 仪器带来的问题，并同时满足未来测试系统的发展要求。该技术称之为NxTest，它就是基于LAN的模块化合成仪器(Synthetic Instrument)。这种仪器将具备以下五大特点：

第一，开放式工业标准。LAN和AC电源是业界最稳定和生命周期最长的开放式工业标准，也由于其开发成本低廉，使得各厂商很容易将现有的仪器产品移植到该LAN-Based仪器平台上来。

第二，向后兼容性。因为L／Ⅲ-Based模块只占％的标准机柜宽度，体积上比可扩展式(VXI／PXI)仪器更小。同时，升级现有的ATS不需重新配置，并允许扩展为大型卡式仪器(VXI／PXI)系统。

第三，成本低廉。在满足军用和民用客户要求的同时，保有现存台式仪器的核心技术，结合最新科技，保证新的LAN—based模块的成本低于相应的台式仪器和VXI ／PXI仪器。

第四，互操作性。作为合成仪器(Synthetic Instruments)模块，只需30--40种左右的通用模块即可解决军用客户的主要测试需求。如此相对较少的模块种类，可以高效且灵活地组合成面向目标服务的各种测试单元，从而彻底降低ATS系统的体积，提高系统的机动性和灵活性。

第五，新技术及时方便的引入。由于这些模块具备完备的1／o定义文档(由军标定义)，所以，模块和系统的升级仅需核实新技术是否涵盖其替代产品的全部功能。

如此看来，合成仪器(Synthetic System$)将实现下述五大目标：

第一，非常长的产品和系统支持周期，应用软件将不再依赖子特定的硬件。第二，很小的系统体积，仪器不包含多余的显示、输入和其它美学设计部分。第三，应用清晰明确，仪器界面一致，升级快捷方便。第四，系统生命周期与产品生命周期保持一致。第五，供应商独立，测量硬件与测量技术没有直接联系。

以信息技术为主要驱动力的军事变革正不断向深度和广度发展，它不仅引发世界各主要国家军事战略的调整，也深刻影响武器平台的发展方向，而对通信、导航、目标和背景探测、火力控制、电子战、数传指挥、敌我识别等系统;另一方面电子设备也不断地渗透到飞行控制、动力、电力、环境控制、生命保障、仪表显示等传统的非航电系统。尤其是计算机正逐渐成为现代航空电子系统的核心，软件复杂性越来越高。及时把握住自动测试系统的发展趋势，对于提升装备的良好率和战斗力有着重大的作用。

参考文献:

1．《2 1世纪电子仪器及自动测试系统的新概念和新趋势》汪晓东

2．假国屏，+王坤，叶齐鑫编著。LabvIEW7．1编程与虚拟仪器设计[jII]。清华火学出版社2005。3．李行善，左毅，孙杰主编．自动测试系统集成技术[M]．电子工业出版社．2004．