在以往的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)開發(fā)過程中,測(cè)試流程開發(fā)人員不僅需要了解被測(cè)單元的信號(hào)特性,還要對(duì)測(cè)試所用的儀器參數(shù)配置過程有所了解才能完成一個(gè)測(cè)試流程的開發(fā)過程,而且所有的流程配置參數(shù)都是針對(duì)具體的儀器所設(shè)置的,這樣就帶來了如下的一些問題:
1、對(duì)流程開發(fā)人員有較高的技術(shù)要求。流程開發(fā)人員一般更加關(guān)心和擅長(zhǎng)的是UUT的信號(hào)分析和對(duì)測(cè)試流程的邏輯結(jié)構(gòu)分析,可在以往的配置過程中,在配置每個(gè)測(cè)試點(diǎn)的同時(shí)需要對(duì)該測(cè)試點(diǎn)使用的具體儀器進(jìn)行參數(shù)配置,這就要求流程開發(fā)人員同時(shí)還要熟悉具體儀器的使用方法,對(duì)簡(jiǎn)單常用的儀器還容易處理,如果遇到功能復(fù)雜或者專用的儀器設(shè)備可能需要翻閱大量的使用手冊(cè)才能了解其使用過程,大大分散了流程開發(fā)人員的精力,從而延長(zhǎng)了測(cè)試開發(fā)的周期,降低了測(cè)試開發(fā)的效率。
2、當(dāng)儀器發(fā)生變化時(shí)需要作大量的修改工作。由于流程開發(fā)過程中的所有配置都是針對(duì)具體儀器完成的,當(dāng)測(cè)試儀器發(fā)生變化時(shí),通常的情況是新儀器與原有儀器的參數(shù)配置過程完全不同,這樣就需要重新編寫新儀器的驅(qū)動(dòng)和新的儀器配置界面,并重新配置流程,同樣大大降低了測(cè)試開發(fā)的效率。
航天測(cè)控面向信號(hào)的虛實(shí)映射方法應(yīng)用在自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)開發(fā)的系統(tǒng)集成與資源描述過程中,可有效提高測(cè)試流程開發(fā)的效率和靈活性。
系統(tǒng)集成位于測(cè)試系統(tǒng)開發(fā)過程的最前端,也就是說,用戶進(jìn)行測(cè)試系統(tǒng)組建和編程之前,首先要通過系統(tǒng)集成程序來完成系統(tǒng)硬件連接鏈路的描述和組建工作。
系統(tǒng)集成的結(jié)果要使得軟件的描述信息與實(shí)際硬件連接相符,包括測(cè)試通道、資源通道、適配器、UUT信號(hào)等等。由系統(tǒng)集成程序生成的系統(tǒng)連線、適配器連線、系統(tǒng)大圖可以作為硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的依據(jù),從而指導(dǎo)用戶維護(hù)系統(tǒng)硬件連接狀況。
系統(tǒng)集成程序的輸出將作為TPS開發(fā)和故障診斷系統(tǒng)的資源輸入,可見系統(tǒng)集成程序作為整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)最底層開發(fā)程序的重要性。根據(jù)系統(tǒng)集成過程的實(shí)際輸出和運(yùn)行要求,其需要提供的功能包括:系統(tǒng)資源配置、系統(tǒng)硬件連接回路定義、UUT接口管腳定義、適配器(ITA)資源配置、適配器(ITA)硬件連接回路定義、UUT/測(cè)試裝置分析、Protel圖形轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)庫(kù)導(dǎo)出導(dǎo)入、打印輸出等功能。
對(duì)于測(cè)試系統(tǒng)的開發(fā)人員來說,使用系統(tǒng)集成程序開發(fā)測(cè)試系統(tǒng)遵循一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)過程:測(cè)試需求獲取——UUT信號(hào)分析——測(cè)試設(shè)計(jì)——測(cè)試資源分析——適配器設(shè)計(jì)——定義虛擬資源——物理資源選購(gòu)——虛實(shí)映射——輸出配置數(shù)據(jù)庫(kù)。
面向信號(hào)的虛實(shí)映射過程主要應(yīng)用在系統(tǒng)集成過程中,它涉及到其中的虛擬資源、邏輯儀器和物理儀器三部分內(nèi)容。
1、ATE(Automatic Test Equipment,自動(dòng)測(cè)試設(shè)備)包括了測(cè)試系統(tǒng)中的所有儀器設(shè)備、也包括了虛實(shí)映射中的實(shí)際儀器,為了實(shí)現(xiàn)面向信號(hào)的虛實(shí)映射方法,需要將ATE中的資源進(jìn)行分層處理。ATE中的資源按照虛擬資源、邏輯儀器和物理儀器三類資源進(jìn)行分層。
虛擬資源是某種特定類型的資源,該類資源定義了測(cè)試設(shè)備配置與測(cè)試主體之間的典型接口和測(cè)試行為。具體地說,虛擬資源定義了測(cè)試設(shè)備配置外部端口與測(cè)試主體之間的連結(jié)或連結(jié)集,以及測(cè)試某個(gè)測(cè)試主體的特定功能需要的行為。虛擬資源對(duì)用以實(shí)現(xiàn)其行為的任何物理資源或條件不作要求。
邏輯儀器是IVI規(guī)范中用來唯一標(biāo)識(shí)某個(gè)儀器的名稱,它可以不必與實(shí)際的儀器關(guān)聯(lián),只需按照IVI的規(guī)范對(duì)其屬性進(jìn)行描述即可,目前在IVI中將邏輯儀器分成了8大類,分別為Dmm(萬(wàn)用表)類邏輯儀器、Scope(示波器)類邏輯儀器、DCPwr(直流電源)類邏輯儀器、Swtch(開關(guān))類邏輯儀器、PwrMeter(功率計(jì))類邏輯儀器、FGen(函數(shù)發(fā)生器)類邏輯儀器、SpecAn(頻譜分析儀)類邏輯儀器和RfSigGen(射頻信號(hào)源)類邏輯儀器。每類邏輯儀器有各自不同的配置參數(shù),而無需再關(guān)注每個(gè)儀器的特有參數(shù)。
物理儀器代表了實(shí)際的儀器。
將ATE資源分成上面三層結(jié)構(gòu)的目的是通過對(duì)三層資源的分別描述來實(shí)現(xiàn)面向信號(hào)的虛實(shí)映射過程,并且這種映射方法可以實(shí)現(xiàn)儀器的可互換性。
通過將虛擬資源映射到邏輯儀器,再將邏輯儀器映射到物理儀器,就可以完成這種方法的映射過程。由于對(duì)虛擬資源的描述是面向信號(hào)的,所以通過虛擬資源層我們可以實(shí)現(xiàn)映射過程的面向信號(hào)特性;又由于按照IVI規(guī)范分類的邏輯儀器可互換性,這又保證了映射過程的儀器互換特性。
2、物理儀器的定義
物理儀器的定義完成了對(duì)實(shí)際儀器模塊的描述,如儀器名稱、儀器地址、儀器驅(qū)動(dòng)和總線類型等。
3、邏輯儀器的定義
邏輯儀器定義完成對(duì)邏輯儀器的描述,包括邏輯儀器名稱、邏輯儀器通道數(shù)等,其中最重要的是描述邏輯儀器每個(gè)通道的配置參數(shù),這些配置參數(shù)是按照IVI規(guī)范來分類的。
4、虛擬資源的定義
對(duì)虛擬資源的描述中包括了定義虛擬資源的信號(hào)類型和待測(cè)參數(shù),這些都有是面向信號(hào)特征的表現(xiàn)。
5、手動(dòng)映射過程
三類ATE資源(虛擬資源、邏輯儀器、物理儀器)定義完畢后,就可以完成它們之間的映射關(guān)系,手動(dòng)映射的步驟:①選擇需要進(jìn)行映射的虛擬資源;②在定義的邏輯儀器列表中選擇其對(duì)應(yīng)的邏輯儀器和邏輯通道,將虛擬資源綁定到邏輯儀器的某個(gè)通道上;③根據(jù)虛擬資源的信號(hào)性質(zhì)配置該邏輯儀器通道的參數(shù),使其能夠滿足虛擬資源的信號(hào)要求;④選擇與該虛擬資源對(duì)應(yīng)的邏輯儀器通道所對(duì)應(yīng)的物理儀器和物理通道,將邏輯儀器的某個(gè)通道映射到物理儀器的某個(gè)具體通道上;⑤配置物理儀器的地址和驅(qū)動(dòng)程序,以便測(cè)試執(zhí)行程序可以對(duì)其進(jìn)行控制。
6、自動(dòng)映射過程
自動(dòng)映射過程分為兩個(gè)部分,一部分是虛擬資源到邏輯儀器的某個(gè)邏輯通道的自動(dòng)映射;另一部分是該邏輯儀器的邏輯通道到物理儀器的物理通道的自動(dòng)映射。這兩部分的映射過程類似。虛擬資源到邏輯儀器通道自動(dòng)映射步驟:①選擇需要進(jìn)行映射的虛擬資源;②選擇一個(gè)邏輯儀器的邏輯通道;③根據(jù)自動(dòng)路徑搜索方法判斷兩者是否可連接;④根據(jù)虛擬資源的信號(hào)性質(zhì)和邏輯通道的配置參數(shù)判斷兩者是否匹配;⑤判斷是否搜索到最后一個(gè)邏輯通道。進(jìn)行邏輯儀器通道到物理儀器通道的自動(dòng)映射過程與上述步驟類似,不同的是輸入從虛擬資源改為邏輯儀器的某個(gè)通道。過程中循環(huán)查找的部分由邏輯儀器通道改為物理通道。
1、對(duì)流程開發(fā)人員有較高的技術(shù)要求。流程開發(fā)人員一般更加關(guān)心和擅長(zhǎng)的是UUT的信號(hào)分析和對(duì)測(cè)試流程的邏輯結(jié)構(gòu)分析,可在以往的配置過程中,在配置每個(gè)測(cè)試點(diǎn)的同時(shí)需要對(duì)該測(cè)試點(diǎn)使用的具體儀器進(jìn)行參數(shù)配置,這就要求流程開發(fā)人員同時(shí)還要熟悉具體儀器的使用方法,對(duì)簡(jiǎn)單常用的儀器還容易處理,如果遇到功能復(fù)雜或者專用的儀器設(shè)備可能需要翻閱大量的使用手冊(cè)才能了解其使用過程,大大分散了流程開發(fā)人員的精力,從而延長(zhǎng)了測(cè)試開發(fā)的周期,降低了測(cè)試開發(fā)的效率。
2、當(dāng)儀器發(fā)生變化時(shí)需要作大量的修改工作。由于流程開發(fā)過程中的所有配置都是針對(duì)具體儀器完成的,當(dāng)測(cè)試儀器發(fā)生變化時(shí),通常的情況是新儀器與原有儀器的參數(shù)配置過程完全不同,這樣就需要重新編寫新儀器的驅(qū)動(dòng)和新的儀器配置界面,并重新配置流程,同樣大大降低了測(cè)試開發(fā)的效率。
航天測(cè)控面向信號(hào)的虛實(shí)映射方法應(yīng)用在自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)開發(fā)的系統(tǒng)集成與資源描述過程中,可有效提高測(cè)試流程開發(fā)的效率和靈活性。
系統(tǒng)集成位于測(cè)試系統(tǒng)開發(fā)過程的最前端,也就是說,用戶進(jìn)行測(cè)試系統(tǒng)組建和編程之前,首先要通過系統(tǒng)集成程序來完成系統(tǒng)硬件連接鏈路的描述和組建工作。
系統(tǒng)集成的結(jié)果要使得軟件的描述信息與實(shí)際硬件連接相符,包括測(cè)試通道、資源通道、適配器、UUT信號(hào)等等。由系統(tǒng)集成程序生成的系統(tǒng)連線、適配器連線、系統(tǒng)大圖可以作為硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的依據(jù),從而指導(dǎo)用戶維護(hù)系統(tǒng)硬件連接狀況。
系統(tǒng)集成程序的輸出將作為TPS開發(fā)和故障診斷系統(tǒng)的資源輸入,可見系統(tǒng)集成程序作為整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)最底層開發(fā)程序的重要性。根據(jù)系統(tǒng)集成過程的實(shí)際輸出和運(yùn)行要求,其需要提供的功能包括:系統(tǒng)資源配置、系統(tǒng)硬件連接回路定義、UUT接口管腳定義、適配器(ITA)資源配置、適配器(ITA)硬件連接回路定義、UUT/測(cè)試裝置分析、Protel圖形轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)庫(kù)導(dǎo)出導(dǎo)入、打印輸出等功能。
對(duì)于測(cè)試系統(tǒng)的開發(fā)人員來說,使用系統(tǒng)集成程序開發(fā)測(cè)試系統(tǒng)遵循一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)過程:測(cè)試需求獲取——UUT信號(hào)分析——測(cè)試設(shè)計(jì)——測(cè)試資源分析——適配器設(shè)計(jì)——定義虛擬資源——物理資源選購(gòu)——虛實(shí)映射——輸出配置數(shù)據(jù)庫(kù)。
面向信號(hào)的虛實(shí)映射過程主要應(yīng)用在系統(tǒng)集成過程中,它涉及到其中的虛擬資源、邏輯儀器和物理儀器三部分內(nèi)容。
1、ATE(Automatic Test Equipment,自動(dòng)測(cè)試設(shè)備)包括了測(cè)試系統(tǒng)中的所有儀器設(shè)備、也包括了虛實(shí)映射中的實(shí)際儀器,為了實(shí)現(xiàn)面向信號(hào)的虛實(shí)映射方法,需要將ATE中的資源進(jìn)行分層處理。ATE中的資源按照虛擬資源、邏輯儀器和物理儀器三類資源進(jìn)行分層。
虛擬資源是某種特定類型的資源,該類資源定義了測(cè)試設(shè)備配置與測(cè)試主體之間的典型接口和測(cè)試行為。具體地說,虛擬資源定義了測(cè)試設(shè)備配置外部端口與測(cè)試主體之間的連結(jié)或連結(jié)集,以及測(cè)試某個(gè)測(cè)試主體的特定功能需要的行為。虛擬資源對(duì)用以實(shí)現(xiàn)其行為的任何物理資源或條件不作要求。
邏輯儀器是IVI規(guī)范中用來唯一標(biāo)識(shí)某個(gè)儀器的名稱,它可以不必與實(shí)際的儀器關(guān)聯(lián),只需按照IVI的規(guī)范對(duì)其屬性進(jìn)行描述即可,目前在IVI中將邏輯儀器分成了8大類,分別為Dmm(萬(wàn)用表)類邏輯儀器、Scope(示波器)類邏輯儀器、DCPwr(直流電源)類邏輯儀器、Swtch(開關(guān))類邏輯儀器、PwrMeter(功率計(jì))類邏輯儀器、FGen(函數(shù)發(fā)生器)類邏輯儀器、SpecAn(頻譜分析儀)類邏輯儀器和RfSigGen(射頻信號(hào)源)類邏輯儀器。每類邏輯儀器有各自不同的配置參數(shù),而無需再關(guān)注每個(gè)儀器的特有參數(shù)。
物理儀器代表了實(shí)際的儀器。
將ATE資源分成上面三層結(jié)構(gòu)的目的是通過對(duì)三層資源的分別描述來實(shí)現(xiàn)面向信號(hào)的虛實(shí)映射過程,并且這種映射方法可以實(shí)現(xiàn)儀器的可互換性。
通過將虛擬資源映射到邏輯儀器,再將邏輯儀器映射到物理儀器,就可以完成這種方法的映射過程。由于對(duì)虛擬資源的描述是面向信號(hào)的,所以通過虛擬資源層我們可以實(shí)現(xiàn)映射過程的面向信號(hào)特性;又由于按照IVI規(guī)范分類的邏輯儀器可互換性,這又保證了映射過程的儀器互換特性。
2、物理儀器的定義
物理儀器的定義完成了對(duì)實(shí)際儀器模塊的描述,如儀器名稱、儀器地址、儀器驅(qū)動(dòng)和總線類型等。
3、邏輯儀器的定義
邏輯儀器定義完成對(duì)邏輯儀器的描述,包括邏輯儀器名稱、邏輯儀器通道數(shù)等,其中最重要的是描述邏輯儀器每個(gè)通道的配置參數(shù),這些配置參數(shù)是按照IVI規(guī)范來分類的。
4、虛擬資源的定義
對(duì)虛擬資源的描述中包括了定義虛擬資源的信號(hào)類型和待測(cè)參數(shù),這些都有是面向信號(hào)特征的表現(xiàn)。
5、手動(dòng)映射過程
三類ATE資源(虛擬資源、邏輯儀器、物理儀器)定義完畢后,就可以完成它們之間的映射關(guān)系,手動(dòng)映射的步驟:①選擇需要進(jìn)行映射的虛擬資源;②在定義的邏輯儀器列表中選擇其對(duì)應(yīng)的邏輯儀器和邏輯通道,將虛擬資源綁定到邏輯儀器的某個(gè)通道上;③根據(jù)虛擬資源的信號(hào)性質(zhì)配置該邏輯儀器通道的參數(shù),使其能夠滿足虛擬資源的信號(hào)要求;④選擇與該虛擬資源對(duì)應(yīng)的邏輯儀器通道所對(duì)應(yīng)的物理儀器和物理通道,將邏輯儀器的某個(gè)通道映射到物理儀器的某個(gè)具體通道上;⑤配置物理儀器的地址和驅(qū)動(dòng)程序,以便測(cè)試執(zhí)行程序可以對(duì)其進(jìn)行控制。
6、自動(dòng)映射過程
自動(dòng)映射過程分為兩個(gè)部分,一部分是虛擬資源到邏輯儀器的某個(gè)邏輯通道的自動(dòng)映射;另一部分是該邏輯儀器的邏輯通道到物理儀器的物理通道的自動(dòng)映射。這兩部分的映射過程類似。虛擬資源到邏輯儀器通道自動(dòng)映射步驟:①選擇需要進(jìn)行映射的虛擬資源;②選擇一個(gè)邏輯儀器的邏輯通道;③根據(jù)自動(dòng)路徑搜索方法判斷兩者是否可連接;④根據(jù)虛擬資源的信號(hào)性質(zhì)和邏輯通道的配置參數(shù)判斷兩者是否匹配;⑤判斷是否搜索到最后一個(gè)邏輯通道。進(jìn)行邏輯儀器通道到物理儀器通道的自動(dòng)映射過程與上述步驟類似,不同的是輸入從虛擬資源改為邏輯儀器的某個(gè)通道。過程中循環(huán)查找的部分由邏輯儀器通道改為物理通道。
航天測(cè)控面向信號(hào)的虛實(shí)映射方法的優(yōu)勢(shì):
1、流程開發(fā)人員不需要再了解具體的儀器配置參數(shù),更關(guān)注于對(duì)UUT的信號(hào)和流程分析上,提高了流程開發(fā)的效率。
2、將原有的流程開發(fā)過程進(jìn)行了分割,流程開發(fā)人員負(fù)責(zé)流程的編寫,熟悉儀器的相關(guān)系統(tǒng)集成人員完成邏輯儀器的參數(shù)配置,合理利用了各類測(cè)試開發(fā)人員,提高工作效率。
3、實(shí)現(xiàn)了儀器的互換性,當(dāng)測(cè)試儀器發(fā)生改變時(shí),無需重新編寫測(cè)試流程,只需在系統(tǒng)集成中重新對(duì)邏輯儀器進(jìn)行參數(shù)配置和映射即可完成儀器的更換,在測(cè)試開發(fā)層面上實(shí)現(xiàn)了儀器的可互換性,提高了系統(tǒng)的靈活性。
1、流程開發(fā)人員不需要再了解具體的儀器配置參數(shù),更關(guān)注于對(duì)UUT的信號(hào)和流程分析上,提高了流程開發(fā)的效率。
2、將原有的流程開發(fā)過程進(jìn)行了分割,流程開發(fā)人員負(fù)責(zé)流程的編寫,熟悉儀器的相關(guān)系統(tǒng)集成人員完成邏輯儀器的參數(shù)配置,合理利用了各類測(cè)試開發(fā)人員,提高工作效率。
3、實(shí)現(xiàn)了儀器的互換性,當(dāng)測(cè)試儀器發(fā)生改變時(shí),無需重新編寫測(cè)試流程,只需在系統(tǒng)集成中重新對(duì)邏輯儀器進(jìn)行參數(shù)配置和映射即可完成儀器的更換,在測(cè)試開發(fā)層面上實(shí)現(xiàn)了儀器的可互換性,提高了系統(tǒng)的靈活性。