基于数据库通用自动测试系统

发布于：2007/4/26 9:37:40 | 1604 次阅读

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摘要〕　基于数据库的通用自动测试系统能够应用于电子产品的设计、制造和使用维护各个阶段，并适用于各个电子产品，无论是已有的产品还是新开发电子产品。本文阐述了集成这种通用自动测试系统的必要性，用数据库控制通用自动测试系统的原理，系统的软硬件设计和应用展望。
　　〔关键词〕　自动测试　测试系统　数据库　验证设计　生产检验　调试　故障诊断
1.引言
　　电子产品的生命分为设计、制造和使用维护三个阶段，每个阶段都需要测试系统。在设计阶段，产品及其各模块的设计都需要测试，以获得一系列有关的激励和响应的数据，用于验证设计是否满足要求——验证设计测试系统。在制造车间，每个生产的模块及其组合的子系统必须被测试，以检验是否合格——生产检验测试系统。同时，生产检验测试系统还应是调试系统，以便对模块或子系统进行必要的调试。在使用中，产品需要定期的测试和维护——产品性能测试系统。当产品发生故障时，将用到故障诊断系统和电路维修系统。
　　通常，验证设计测试系统、生产检验测试系统、性能测试系统、故障诊断系统和电路维修系统都是专用测试系统。对应于每个模块几乎都有多个专用测试系统。当产品由许多模块组成时，将需要组建许多专用测试系统。这样就使得产品的成本升高，开发生产周期延长，并且，由于在不同的阶段使用不同的系统进行测试，测试结果的一致性也不会很好。
　　为改善这种状况，我们研制了一种受控于数据库的、VXI体系结构的通用自动测试系统。该系统将能够应用于电子产品的设计、制造和使用维护各个阶段。将能够取代几乎每个模块的所有专用测试系统。从而降低产品的成本，缩短产品的开发生产周期，并将改善产品的维护和维修。同时，该系统不是针对某一电子产品的。它适用于各个电子产品，无论是已有的产品还是新开发一种电子产品，该系统都能发挥极大的作用。
2.数据库控制通用自动测试系统的原理
　　如前所述，电子产品及其模块在设计、制造和维护阶段的测试要求是不同的，在同一阶段，不同模块的测试要求也不相同。其差异主要是，激励源不同(路数、类型、大小、特征、相位等)、激励位置不同、被测点位置不同、被测点响应不同(类型、大小、特征、相位等)。但是，无论如何测试的过程是相似的：施加适当的激励于被测装置的适当位置，在适当的时刻测试被测点的响应，对响应进行数据处理，提取特征。因此，如果我们能够记录每个被测装置的激励和响应等必要的信息，就能够根据这些信息设置自动测试系统，对被测装置进行正确的测试和处理。所以使用数据库控制通用自动测试系统进行验证设计、生产检验、性能测试、故障诊断和电路维修是完全可能的。图1为通用测试系统的工作流程方框图，图2为与之相配的数据库树结构图。

图1　通用自动测试系统工作流程方框图

图2　数据库树结构示意图
　　图2中，激励资源库中记录了通用自动测试系统所拥有的激励源资源，如直流电源及其相关参数(接入脚序号、电压范围、电流范围等)、模拟信号源与其相关参数(接入脚序号、信号类型、频率范围、幅度范围、输出阻抗等)、数字激励源及其参数(激励路数、激励电平、激励向量数、接入脚序号等)。测试资源库中记录了通用自动测试系统所拥有的测试仪器及其能力，如示波器及其相关参数(频带宽度、输入阻抗、测试量程、通道数、可测特征、接入脚序号等)、多用表及其相关参数(电压量程、电流量程、电阻量程、接入脚序号等)。接口资源库记录了通用自动测试系统的各类型开关的自动切换能力，如电源开关及其参数(能切换的引脚范围、允许的电压电流等)、视频矩阵开关及其参数(能切换的引脚范围、允许的电压电流、频率范围等)、射频开关及其参数(能切换的引脚范围、允许的电压电流、频率范围等)、微波开关等。图中，生产调试库、性能检测库、故障诊断库与设计验证库的结构是类似的。
　　当测试系统集成完毕时，其资源库就确定了。而该系统用于哪一类型、哪一模块，则靠选用数据库来实现，如图1所示。系统运行之初，首先选择测试类型、被测产品和被测模块，之后，程序自动进入相应的激励库、响应库和规则库，读取需加的激励，需测的响应和控制流程的规则。当程序在激励页中读到一个激励及其参数时，程序将自动搜索系统的激励资源库和接口资源库，寻找匹配的激励源和对应的开关网络，然后设置激励源和接口开关。如果找不到匹配的激励源或接口开关不能满足要求，程序将自动提示操作员增加外置激励源，或用手工跳线来完成接口连接。当所需的激励源和相应的接口都被设置好时，程序将根据要求顺序施加激励源并同时予以校验。这时程序将读取响应页中的响应信息。根据响应信息，程序自动搜索系统的测试仪器资源库和接口资源库，寻找匹配的测试仪器和对应的开关网络，然后设置测试仪器和接口开关。如果找不到匹配的测试仪器，或接口开关不能满足要求，程序将自动提示操作员增加外置测试仪器，或用手工跳线来完成接口连接。当测试完成时，程序根据响应信息中的特征要求进行数据处理，提取特征。之后，读取规则库，将测试到的数据特征与标准特征比较，确定下一步需测试的响应，或给出结论提示等。

图3　通用自动测试系统硬件方框图
　　当自动测试系统的配置改变时，只需将资源库进行调整，而不必调整被测模块的数据库。这是非常重要的，她意味着模块的数据库可以在不同配置的自动测试系统中使用，而不需任何修改，完全是通用库。她也满足了并行工程的需要：不同的模块可以在不同的地方用不同配置的测试系统开发，所得的数据库将能应用于各个系统。
3.通用自动测试系统的集成
　　3.1　系统的硬件设计
　　程控仪器以GP-IB仪器最为成熟，可选仪器最多。而VXI仪器是的，具有很高的数据传输率、丰富的编程支持和简便的集成方式。因此，选用以VXI仪器为主GP-IB仪器为辅的系统将同时具有可选仪器面广、先进性好的特点，能够有效保护投资。在本系统中，数字测试系统、模拟信号源、示波器、多用表以及开关模块都是VXI仪器，他们构成了自动测试系统的主体，而多路直流电源、特殊交流电源、电子负载等仪器是GP-IB仪器，如图3所示。VXI仪器的应用，使得系统的体积下降、速度加快、稳定性加强。
　　3.2　系统的软件设计
　　通用自动测试系统的运行受控于数据库，系统的通用性主要取决于软件程序的通用性。该程序要具有如下功能：
　　A.准确、快速、方便地读取数据库。
　　B.能够根据数据信息设置激励源、接口开关和测试仪器。
　　C.能够根据数据库的特征要求对响应信号进行处理，提取特征。
　　D.能够将响应信号特征与数据库中的标准响应特征进行比较，以控制测试流程。
　　鉴于以上高标准，我们使用了HP VEE图形化编程语言。她使得程序更易懂、维护更方便、修改更迅速、组建系统更加快速有效。
4.通用自动测试系统的应用
　　许多工程师和他们的经理把电子测试费用仅仅看成是硬件的费用，但实际情况完全不同。不久前，某公司进行了一系列深入广泛的客户调查，发现实际的测试费用竟然是：
　　测试硬件6%
　　测试开发24%
　　测试操作57%
　　测试维护13%
　　因此，减少测试费用的关键是减少测试的开发、操作、维护费用。
　　降低开发费用的关键是企业必须有通盘考虑，所选用的测试系统应能完全适应企业的各种工作，从研制开发、产品设计、制造调试直到使用维护和故障诊断。换言之，测试系统必须有两倍、三倍甚至更多的运行效率。通用自动测试系统能够应用于电子产品的设计、制造和使用维护各个阶段。
　　的费用是测试操作费用。其主要部分是测试管理、配套设施和操作测试系统所需的技术人员，即围绕着系统的各种资源。显然，进行电子测试的费用正比于所使用的测试系统的种类和数量，使用的系统越多，费用就越高。通用自动测试系统能够取代绝大多数专用测试设备，使测试系统的种类和数量大大降低，提高了资源的利用率，降低了系统操作费用。通用测试系统还降低了对操作测试系统的技术人员的要求。
　　并行工程也是降低测试操作费用的有效办法，她能提高产品的设计、制造和维修速度。通用测试系统能够满足并行工程的要求。
　　用户的投资是采购能对多个产品重复使用的测试系统。当产品改变时，通用自动测试系统一般不需调整系统的硬件配置和软件程序，只要增加相应产品的数据库即可使用。所以通用自动测试系统可以大大降低测试费用。
5.结论
　　基于数据库的通用自动测试系统能在电子产品的设计、制造、维护领域为企业节省大量人力、物力资源，提高企业的效率和竞争力。

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