基于信號接口的自動(dòng)測試系統軟件的設計與實(shí)現

//給定信號的角色、類(lèi)型和參數，并產(chǎn)生信號

IVI信號組件控制一臺或多臺儀器產(chǎn)生客戶(hù)需要的信號，完成客戶(hù)的測試需求。它對儀器的控制是通過(guò)VISA、IVI驅動(dòng)器、SCPI命令等實(shí)現的。程序執行過(guò)程中，IVI信號組件需要的服務(wù)由IVI共用組件（如IVI Factory、IVI Configuration Store、IVI Event Server）提供。

測試資源信息是一個(gè)數據模塊，用來(lái)存儲IVI信號組件的測試/激勵能力和配置信息，為用戶(hù)選擇儀器、設計測試方案提供參考；同時(shí)提供程序訪(fǎng)問(wèn)功能，實(shí)現測試資源的自動(dòng)分配和信號路徑的切換。它提供的IVI信號組件信息包括：

（1）組件支持的信號種類(lèi)；

（2）每類(lèi)信號需要的參數；

（3）每類(lèi)信號的量程、精確定指標；

（4）IVI信號組件接口和儀器接口的連接關(guān)系等。

2.2 IVI-Signal Interface的信號類(lèi)型標準

為了提高IVI信號組件的重用性和可移植性，組件開(kāi)發(fā)者和使用者都迫切要求使用標準的接口信號信息，如信號類(lèi)型、參數、物理意義等，因此信號類(lèi)型的標準化問(wèn)題亟待解決。IVI基金會(huì )沒(méi)有嚴格定義接口信號類(lèi)型標準，這需要由面向儀器控制的用戶(hù)或其它組織來(lái)完成。在A(yíng)TLAS測試語(yǔ)言標準中，用SMML定義了信號類(lèi)型，筆者認為可以沿用這一定義。

2.3 儀器互換問(wèn)題

更換儀器后，驅動(dòng)器不再是困擾系統更新的難題，因為測試資源信息明確地描述了IVI信號組件的功能，標準的接口語(yǔ)義聲明也明確地描述了組件的接口實(shí)現。設計人員可根據這些描述進(jìn)行新儀器的IVI信號組件開(kāi)發(fā)，實(shí)現同樣的功能。

IVI信號組件提供了訪(fǎng)問(wèn)綜合性?xún)x器（Synthetic Instrument,即具備兩類(lèi)或多類(lèi)儀器功能的儀器或儀器集合）的功能。在滿(mǎn)足測試需求前提下，一個(gè)信號組件可以包含硬件儀器的部分或全部功能。這一切為儀器互換提供了廣闊的空間，不但可以實(shí)現同類(lèi)儀器、異類(lèi)儀器的互換，還可以實(shí)現綜合性?xún)x器的互換。

3 基于信號接口的通用ATS軟件設計

由以上分析可知，ATLAS 2K和IVI-Signal Interface有很多相似和互補的功能。比如，在一個(gè)測試系統中，ATLAS 2K面向UUT，實(shí)現代碼移植和重用，而IVI-Signal Interface面向測試資源，實(shí)現了儀器互換；IVI-Signal Interface模型給ATLAS 2K代碼提供了執行機制，而其也可沿用ATLAS 2K用SMML語(yǔ)言對信號類(lèi)型定義的方法；二者均基于COM技術(shù)，提供了標準信號接口等。因此，通過(guò)信號接口集成二者，可實(shí)現通用ATS軟件設計。

3.1 系統結構設計

基于信號接口的通用ATS軟件結構框架如圖4所示。

儀器信息模塊是一個(gè)文件，它記錄系統中所有儀器的測試功能信息，由IVI-Signal Interface模型提供。矩陣開(kāi)關(guān)信息模塊和適與器信息模塊與儀器信息模塊類(lèi)似，前者記錄了矩陣開(kāi)關(guān)模塊的連接信息；后者記錄了適配器在UUT和矩陣開(kāi)關(guān)之間的轉換信息。

ATLAS 2K TPS根據自己對UUT的測試需求的描述，從Run-Time System請求相應的信號對象。若ATS的測試能力允許，Run-Time System開(kāi)始查詢(xún)從UUT到儀器端口的連接信息，并對其進(jìn)行驗證。這一切完成后，Run-Time System開(kāi)始例化IVI-Signal Interface信號組件和ATLAS 2K信號組件，執行測試操作。

IVI-Sinal Interface組件和矩陣開(kāi)關(guān)驅動(dòng)器通過(guò)VISA、IVI-C、SCPI命令等控制底層儀器，在TPS執行期間，Run-Time System應自動(dòng)完成測試資源的分配和信號路徑的切換。

綜上，基于信號接口的ATS軟件設計可描述為：通過(guò)ATLAS 2K語(yǔ)言，將UUT的測試需求標定為對激勵/測量信號的需求，這個(gè)虛擬資源需求通過(guò)設備驅動(dòng)器接口內部服務(wù)機制的解釋和定位轉換成真資源，再驅動(dòng)儀器完成測試任務(wù)。

3.2 系統實(shí)現

圖5給出了基于信號接口開(kāi)發(fā)ATS軟件的全過(guò)程。

ATLAS 2K TPS和IVI-Signal Interface組件由COTS產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，如VB、VC++等。IVI-Signal Interface組件由系統方案設計者給出，由系統集成者使用。

使用Windows寫(xiě)字板記錄測試資源信息，如設備信號、適配器信息等，并隨同IVI信號組件一同發(fā)布。

IVI-Signal Interace標準和ATLAS 2K模型在功能上是互補的，二者的結合給通用ATS軟件設計提供了解決方案，工程應用前景非常廣闊。另外，二者均基于COM技術(shù)，不依賴(lài)于特定的開(kāi)發(fā)工具，方便了系統的實(shí)現，節省了費用。同時(shí)，這一設計思想還可以有效地結合當前正在發(fā)展著(zhù)的VXI、PXI、IVI-COM、VISA-COM等技術(shù)，為最終實(shí)現儀器互換和軟件移植打下堅實(shí)的基礎。當然，由于A(yíng)TS設計的復雜性，有關(guān)細節仍需進(jìn)一步論證，如資源自動(dòng)分配的優(yōu)化問(wèn)題、信號路徑切換的選擇問(wèn)題等。