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歡迎使用設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，可擴展以適應未來需求。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)品質量和可靠性，在各種應用領域 (從設計驗證，經(jīng)終端產(chǎn)品測試，到設備維修診斷) 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“設計下一代自動化測試”的文章描述了一些迫使工程團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)品設計比前幾代更為復雜
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，而預算越來越少
不斷提高的設計復雜性
如今，測試測量的最明顯趨勢是器件復雜性不斷增加。例如，消費電子、通信和半導體工業(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雜的汽車娛樂和信息系統(tǒng)、安全和早期預警系統(tǒng)，以及車身和發(fā)動機上的控制電子裝備。測試系統(tǒng)的設計不僅需要足夠靈活地支持對不同產(chǎn)品模型進行廣泛的測試，還需要能夠進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，擁有市場第一個占有率的競爭天性，設計和測試工程團隊只能不斷的縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。為此，工程團隊必須設計出新的測試策略來減少測試時間，并提高從設計到生產(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算
為了應對器件復雜性增加、開發(fā)周期縮短和預算減少的挑戰(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準的測試就難以執(zhí)行；或者當要求變化時，也難以對系統(tǒng)進行修改。由于這些器件最初就是作為獨立儀器而設計，他們?nèi)鄙俦匾募赡芰Γ┤鐢?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，但成本相當昂貴，可能會使工程團隊被廢棄，過早地進行系統(tǒng)再設計。
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構。這種結構基于廣泛采納的工業(yè)標準，可以提供：
更高的測試系統(tǒng)靈活性：可擴展至多種應用、業(yè)務部門，以及各個產(chǎn)品階段高性能的結構：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成本，同時增加多種測試要求中的設備使用率更長的測試系統(tǒng)壽命：基于廣泛采納的工業(yè)標準，允許技術升級來改進性能并滿足將來的測試需求NI公司作為自動化測試領域的領導者，致力于為產(chǎn)品工程師們提供設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)者指南包含了設計新一代自動化測試系統(tǒng)結構所需要的信息。緒論部分描述了一個如圖2所示的測試系統(tǒng)結構，為工程師們提供了相關策略，以應對器件復雜性的增加、開發(fā)周期的縮短、預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算
增加設備功能通常會導致測試流程更昂貴、費時。然而，構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算，如圖1所示。工程師們必須改進測試策略，通過增加測試系統(tǒng)的吞吐量、減少維護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、用于設計
自動化測試系統(tǒng)的軟硬件解決方案
層次結構五：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)多種任務和測量功能：這些任務和功能中，一些與待測設備（DUT）相關的，而另一些對于每個待測設備是通用的。為了把維護費用降至最小，并且保證測試系統(tǒng)的壽命，實現(xiàn)DUT級別的任務與系統(tǒng)級別的任務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)待測設備不同的不同操作，也存在著對于所有待測設備都通用的操作，例如系統(tǒng)級別的任務等。
對于每個設備不同的操作
? 儀器配置
? 測量
? 數(shù)據(jù)采集
? 結果分析
? 校準
? 測試模塊
對于每個設備通用的操作
? 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。這通常會導致生產(chǎn)率下降并且為了維護軟件而長時間占用資源。為了使生產(chǎn)效率達到最大化，工程團隊應該利用商業(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。
結構層次四：應用開發(fā)軟件
在測試系統(tǒng)結構中，應用開發(fā)環(huán)境（ADE），例如NI公司的Labview和LabWindows/CVI等，扮演了關鍵角色。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、與其它應用連接等等……理想的用于開發(fā)測試和測量應用的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備集成在一起，創(chuàng)建復雜的用戶接口，部署和維護應用程序，并且在產(chǎn)品設計改良和系統(tǒng)需要擴展時修改應用程序。
如需更多信息，請查閱《Choosing the Right Software Application Development Environment》白皮書。
結構層次三：測量和控制服務
測量和控制服務提供了對系統(tǒng)中各種硬件資源的連接、系統(tǒng)配置和診斷工具等，至關重要。例如，NI Measurement and Automation Explorer (MAX)可以對硬件資源進行自動檢測，包括數(shù)據(jù)采集、信號調節(jié)硬件；GPIB、USB和局域網(wǎng)控制型儀器；PXI系統(tǒng)、VXI設備；模塊化儀器……，因此開發(fā)者可以在一個地方對它們進行配置。集成診斷測試保證了設備功能正常，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。測量和控制服務還通過應用編程接口（API）提供了對應用開發(fā)軟件層的集成，這樣開發(fā)者可以容易的對他們的設備進行編程。
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