电子产品测试平台的设计与开发

Design and development of ETP--Electronic Testing Platform
作者：钱之欣、吴益明、曹磊 （北京中科泛华测控技术有限公司）

摘要： Electronic Test Platform, 电子产品测试平台，简称ETP。ETP在设计上充分遵循了业界的ATLAS和IVI标准，使其具备面向信号,与测试设备无关等特性。ETP测试软件平台的开发旨在为通用电子行业、军工行业、航天行业等多领域的客户提供一个便捷、高效的产品过程及出厂检测的软件平台，帮助工程师们快速的搭建有效测试系统。

1 引言 
电子产品功能测试一个广泛的测试领域, 由于电子产品的多样性,决定被测件的功能各异以及被测信号的多种多样,而且作为产品测试,有别于试验室设备,对测试系统的快速构建,稳定性,可扩展性和可维护性都提出了严格的要求,这些都是构建系统时所面临的挑战.
虽然电子产品功能各异,信号复杂,但在其所表现出来的信号特征上还是有很多的相似之处,这就为总结这类测试提供了良好的基础,泛华测控在此基础上设计了ETP(电子产品测试平台),旨在为电子产品的流程化出厂检测或者维修测试等提供一种有效和便捷的工具，帮助工程师快速搭建测试系统，以满足产品不断变化的测试需求。

2 电子产品测试平台-ETP
ETP，即Electronic Test Platform（电子产品测试平台），ETP测试软件平台的开发旨在为通用电子行业、军工行业、航天行业等多领域的客户提供一个便捷、高效的产品过程及出厂检测的软件平台，帮助工程师们快速的搭建有效测试系统。

图1 - ETP气动界面

2.1 ETP软件架构 
ETP在结构上分为上层管理执行模块和下层驱动管理模块。上层管理执行模块旨在提供用户友好的管理界面，并利用TestStand引擎完成各测试流程的调用和执行；下层驱动管理模块旨在提供统一的驱动接口，并利用ATLAS、IVI等国际标准来实现各个驱动。

图2 – ETP软件结构

ETP的核心是TestStand引擎以及遵循ATLAS标准和IVI标准来构建驱动管理层； 
ETP主要是针对电子产品进行功能测试,而功能测试通常是指的是通过对被测件，也就是UUT，提供模拟运行环境，使得UUT工作于设计状态，从而获取输出，进行验证UUT的功能状态的测试方法。因此电子产品的功能测试具有流程化测试的特点；而TestStand引擎是业界广泛使用的流程测试平台，提供强大的流程管理和执行功能，保证了ETP系统在流程化测试中的稳定性和可靠性。

2.2 ATLAS语言 
ATLAS语言是一种通用的测试语言,也是一种测试标准和规范,它最大的特点是面向信号,与测试设备无关。它仅仅是通过语言来描述被测信号的特征和所需实现的测试动作,因此它与面向仪器的测试程序开发不同,面向信号的测试程序描述的测试信号的特征,而不是测试仪器的控制过程,所以很好的实现了测试程序与测试仪器的无关性,面向仪器的测试程序的可读性很差,对测试仪器的依赖性也很强,系统中任何一个仪器的变化都将导致整个测试程序的重新编写,程序的升级和移植非常困难.而面向信号的测试程序则完全相反,测试程序可以完全不依赖于具体的测试仪器,所以面向信号的测试程序开发可有效的实现测试程序与测试设备的无关性。

2.3 IVI驱动 
IVI (Interchangeable Virtual Instruments— 可互换式虚拟仪器)规范是1998年初世界测试技术领域中兴起的、在VXI plug play技术上发展而来的一项新技术。IVI仪器类驱动器库是建立在IVI标准仪器编程接口基础上，包括:标准驱动器、仿真驱动器及软面板。IVI仪器类驱动程序是某一类仪器的函数调用和属性的集合，可以控制某一领域的仪器。IVI对每一类仪器来说,都提供了标准的API函数,在我们编写应用程序时,通过定义的逻辑名称来调用分类驱动程序初始化函数,IVI引擎通过逻辑名称检查IVI配置文件,确定正在使用的具体仪器,动态调用具体仪器驱动程序所对应的初始化函数,与仪器之间建立连接,并将会话句柄重新返回给分类驱动程序,由分类驱动程序其他函数通过该句柄发送仪器控制命令和接收数据,这些函数同样被IVI引擎映射到具体仪器驱动程序,完成对硬件仪器的I/O操作,实现仪器的互换性。因此,即使测试系统的具体仪器升级或改变,只需修改配置文件的信息,使程序中的逻辑名称指向新的仪器,就可以保证测试程序的可执行性,而不会使系统的测试程序受到任何影响。

2.4 信号驱动引擎 
由于ATLAS只是一种面向信号的描述语言,本身并不具备执行能力,而测试系统本身是需要使用系统中的测试测量设备对信号进行测试和分析,因此需要对ATLAS语句进行解析,使其能真正的执行测试,所以在ETP平台中定义了信号驱动引擎,其主要功能就是使得所描述的ATLAS测试语句通过解析之后能与真实的测试设备和信号建立连接,从而对信号进行测试.
在ETP平台中,定义了23种信号,100多种信号特征量,基本上覆盖了电子产品测试中的测试信号。 
信号驱动引擎通过其信号处理接口被上层的TPS编辑和TPS运行环境所调用,来实现测试语句的编辑和执行。 
这样,测试系统开发者就可以ETP开发针对不同被测对象的测试程序,测试程序的开发者可以不必了解具体仪器的操作方法以及测试系统复杂配置情况,而专注于研究被测对象的测试过程,从而减少系统构建所需的时间,并使得测试系统的升级和维护变得更容易。

而ETP平台正是基于ATLAS标准开发的信号驱动层和测试流程编辑器,使得所构建的功能测试系统具有很强的适应性和扩展性。

2.5 TPS编辑环境 
在ETP平台中,可以针对每一个被测件建立一个TPS package,每一个TPS package中包括硬件配置文件,信号路由文件以及测试流程文件。

下图ETP中的测试流程编辑界面：

图3 流程编辑界面 （TPS编辑界面）

ETP平台提供硬件配置文件向导以及测试流程文件编辑向导,可以这两个向导来方便的编辑硬件配置文件和ATLAS测试语句,并且在流程编辑界面中,提供了语法检查的功能,系统会自动的检测所编辑的测试语句是否正确以及测试语句所存在的问题,从而为更正测试语句提供了很好的帮助。

2.6 TPS运行环境 
在TPS运行环境中,只需选择被测产品的型号以及型号所对应的测试流程,之后基于TestStand引擎的TPS运行环境可以自动对产品进行测试,并将所有的数据存入数据库,便于进行数据离线分析。

图4 流程编辑界面 （TPS编辑界面）

3 结论 
基于ATLAS和IVI标准开发的信号驱动引擎,是ETP的核心,使得整个平台具备良好的可维护性,可重用性和可扩展性。基于成熟的业界产品TestStand引擎所开发的TPS运行环境,提升了整个平台的执行性能,使得平台的可靠性和稳定性进一步提升。

综上所述,基于ETP平台开发的功能测试系统吸取了ATLAS和IVI标准的特性,是面向信号的,真正实现了测试程序与测试设备无关,使得测试工程师能专注于研究测试对象的测试过程,将更多的关注点集中于测试系统整体性能的提升,而不是将大量时间集中于测试程序的开发,这样ETP为测试系统整体性能的提升和节省测试系统的开发时间都建立良好的基础。 
目前,泛华测控所开发的雷达整机测试系统、无线电综合测试系统、雷达控制板测试系统，户外LED大屏幕系列主控板测试系统均是基于ETP平台进行开发的。

参考文献:
[1]   霍立平,杨春英,初晓军.        面向信号的TPS开发.        中国测试技术 2006年1月 
[2]   周旭,杨春英,初晓军.           虚拟资源在自动测试中的实现[J].      计算机测量与控制,2004
[3]   牛双诚,王志文,邱立军,许爱强           高级测试语言ATLAS.         2002年7月