改用新平臺有一定的風險,因為您可能因此背上沉重的“技術債”。舉例來說,雖然從基于VXI的儀器轉為采用基于PXI的儀器的變動很小,但卻會給TPS軟件帶來重大技術挑戰,包括驅動程序、操作系統和IDE兼容性問題。因此,為了更換平臺并采用新技術,測試工程師不得不冒著巨大風險“孤注一擲”。但幸運的是,我們有幾種產品可供選擇,幫助您快速平穩地過渡到PXI這樣的新平臺。

David R. Carey博士在一項深入研究中發現,由于更換老舊儀器而重寫TPS的成本約為每TPS 15萬美元。如果將這個數字乘以幾個項目所需的數十個TPS,總費用可能十分驚人。因此,工程師應盡可能考慮使用現代測試平臺來簡化驗證工作。PXI就是這樣一個平臺。

如果要改進老舊設備管理流程,其中一種方法是選擇生命周期經過優化的合適產品,并與注重從長遠角度設計產品的供應商合作。

NI提供了600多種不同的PXI模塊,頻率范圍從DC覆蓋到毫米波。PXI是一個開放的行業標準,目前有70多家不同的儀器供應商提供了近1,500款相關產品。由于PXI儀器還專為控制器提供了標準的處理和控制功能,因此只需要納入實際儀表電路,便可在小巧的封裝中提供高性能。PXI系統結合了機箱和控制器,不但可通過PCI.Express總線接口實現高吞吐量數據傳輸,還能借助集成的定時和觸發功能實現亞納秒同步。

 

在設計服役周期長的測試系統時,需要在決策時就全盤考慮系統整個生命周期方方面面的需求。

選擇可靠的平臺和供應商

如果要改進老舊設備管理流程,其中一種方法是選擇生命周期經過優化的合適產品,并與注重從長遠角度設計產品的供應商合作。

在為服役周期長的測試系統選擇組成模塊時,業內最常用的兩種做法是采用貨架現成(COTS)工具以及使用由多個供應商和最終用戶共同管理的行業標準平臺。目前,有多個政府協會、測試和測量行業委員會以及私人組織在與眾多供應商合作,嘗試建立標準化的可互操作平臺,例如傳感器開放系統架構(SOSA)和PXI系統聯盟(PXISA)。從與這些組織合作的供應商處購買產品,可確保您使用的平臺均已通過審查,并擁有多種長期維護選擇。

有些工程工具供應商會制定產品策略,并提供相關服務和合作項目。這些策略可以一直延伸到新產品開發。例如,NI開發的新PXI產品和儀器必須支持多個LabVIEW版本,并保持版本之間的操作連續性。1998年推出的PXI數字萬用表(DMM) PXI-4060使NI-DMM儀器驅動的“獲取”(Fetch)功能進行測量,而2017年發布的PXI DMM PXIe-4081也仍沿用相同的功能。

插入式模塊化硬件架構

采用插入式模塊化組件的開放標準可以最大限度提高組件的復用率并減少技術插入工作量,從而進一步降低了系統成本。如果是傳統儀器,更換時就需要考慮尺寸、發熱、功耗等各種因素。而模塊化儀器的升級或更換則非常簡單,只需將舊儀器從機箱的插槽中取出,將新儀器插入即可。

插入式架構還簡化了測試系統的擴展工作。針對長期使用而構建的測試系統通常需要隨著時間的推移集成更多的I/O,以測試新功能或LRU。要想構建能夠經得起時間考驗的測試系統,所使用的儀器平臺應支持大量的產品,以準確快速地對DC、模擬、數字和射頻信號進行不同級別的測試。


借助NI的長期服務計劃,降低報廢風險并確保長期可用性。


模塊化軟件架構

切勿構建單體架構,以免受困于不靈活的測試程序;建議采用分層架構,每層執行獨立的操作,這需要提前做好規劃。在單體架構中,待測設備(UUT)的測試程序涵蓋了用于管理測試流程控制、測試執行、UUT激勵、測量分析、極限檢查、結果記錄、操作界面和儀器資源調度等任務的全部代碼。這種功能來源過于單一,因此如果由于組件淘汰而產生任何新測試要求, 都需要重新驗證整個測試系統。

因此,不妨考慮創建一個模塊化軟件架構,為所有關鍵測試系統功能提供單獨的代碼庫。TestStand 等測試管理軟件可以處理常見的測試任務,如測試流程控制、測試執行、結果記錄、極限檢查、操作界面和儀器資源調度。而測試代碼則負責特定于UUT的任務,如激勵、測量和分析功能。

功能抽象層

使用軟件技術可保護測試系統免受不可避免的硬件淘汰事件帶來的影響,而其中最重要的技術或許就是使用硬件抽象層(HAL)和測量抽象層(MAL)。

IVI等行業標準儀器驅動可以為功能抽象提供快速簡便的起點,但如果新儀器的特定功能并不符合標準驅動函數調用規則,這些驅動常常會出現問題。

MAL可幫助您開發執行必要功能所需的高級代碼,并且無需定義特定儀器設置或通信。借助MAL,測試系統能夠選擇正確的可用資源來提供指定的測試功能。在某些情況下,MAL中的功能可轉換為特定儀器,但某些儀器功能會發生重疊,并且可用于代替繁忙設備或故障設備來完成測試。一個很好的例子就是使用DMM進行電流測量。在許多情況下,可以使用源測量單元(SMU)更有效地進行此類測量。要使MAL正常運行,需要一個能夠處理儀器選擇和通信的抽象層,也就是HAL。借助HAL,代碼庫能夠從系統中的任何特定儀器和設備配置中執行MAL中的功能。通過在代碼中構建這些層,您可以靈活地更改儀器,而無需更改測量分析代碼、測試儀的用戶界面或整體測試結構。

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