借助軟件之間的互操作性，加速測(cè)試工作流程

越來(lái)越多的測(cè)試和制造工程師依靠軟件來(lái)快速高效地完成其工作職責(zé)。在Aspencore(前稱(chēng)UBM)2015年開(kāi)展的一項(xiàng)測(cè)試和測(cè)量調(diào)查中，有一半?yún)⑴c調(diào)查的測(cè)試工程師特別提到接口/可用性是現(xiàn)代測(cè)試設(shè)備亟需改進(jìn)的一個(gè)主要方面。為了讓工程師更輕松地工作，儀器供應(yīng)商不斷投入到軟件應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)，但最終結(jié)果是大量不同的軟件工具不能在整個(gè)構(gòu)建、部署和維護(hù)測(cè)試系統(tǒng)的軟件工作流程中相互支持和操作。在整個(gè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中，您的工具必須在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到互操作性，否則您可能要自己承擔(dān)工具集成的費(fèi)用，浪費(fèi)時(shí)間在互操作性問(wèn)題上，而不是解決實(shí)際業(yè)務(wù)挑戰(zhàn)和開(kāi)發(fā)產(chǎn)品。

為了高效地滿(mǎn)足嚴(yán)格的時(shí)間期限，您不僅需要足夠的軟件抽象來(lái)簡(jiǎn)化常見(jiàn)任務(wù)以及實(shí)現(xiàn)代碼復(fù)用，還需要能夠進(jìn)行一定程度的底層控制，以便在適當(dāng)階段針對(duì)特定測(cè)試進(jìn)行具體的自定義。沒(méi)有一個(gè)軟件可以完美地兼具這兩點(diǎn)。因此，為了最大限度地發(fā)揮您的工程設(shè)計(jì)潛力，請(qǐng)采用可同時(shí)提供這兩個(gè)功能的軟件平臺(tái)。

在過(guò)去的四十年里，NI以軟件為中心的開(kāi)放平臺(tái)幫助測(cè)試和制造工程師提高了生產(chǎn)力，這個(gè)平臺(tái)經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)，利用了模塊化硬件，并擁有一個(gè)龐大的生態(tài)系統(tǒng)。通過(guò)使用軟件對(duì)硬件進(jìn)行重新配置，工程師們提高了測(cè)試系統(tǒng)的靈活性，并能夠更快速地將他們的想法變成現(xiàn)實(shí)。隨著最新版本的LabVIEW NXG和SystemLink™的推出，NI進(jìn)一步幫助工程師在整個(gè)測(cè)試工作流程中加速開(kāi)發(fā)和提高效率。盡管越來(lái)越多的供應(yīng)商已經(jīng)接受了NI率先推出的軟件設(shè)計(jì)方法，但工程師們卻難以將各種不同的軟件工具結(jié)合在一起。作為唯一一家為從FPGA I/O引腳到遠(yuǎn)程測(cè)試系統(tǒng)管理均提供了相應(yīng)軟件的供應(yīng)商，NI正在變革構(gòu)建測(cè)試系統(tǒng)的工作流程。

設(shè)計(jì)和采購(gòu)測(cè)試系統(tǒng)

面對(duì)緊迫的發(fā)布時(shí)間期限和嚴(yán)格的項(xiàng)目時(shí)間表，您必須采用既能夠解決當(dāng)前新測(cè)試系統(tǒng)需求、又能夠讓您的團(tuán)隊(duì)適應(yīng)未來(lái)各種、需求的強(qiáng)大解決方案。新項(xiàng)目的硬件決策清單一直在增加，包括儀器、電纜、連接器、開(kāi)關(guān)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、大規(guī)?；ミB、機(jī)架布局、功耗預(yù)算和散熱分析等。在硬件決策最終確定以確保測(cè)量質(zhì)量之后，您最后需要做的就是讓軟件不再成為阻礙開(kāi)發(fā)的瓶頸。為了簡(jiǎn)化初始系統(tǒng)設(shè)置，NI系統(tǒng)出廠時(shí)會(huì)在新控制器上安裝選定的軟件環(huán)境和必要的硬件驅(qū)動(dòng)程序。這樣，您可以將時(shí)間花在思考測(cè)試需求上，而不是安裝驅(qū)動(dòng)程序。

配置和驗(yàn)證您的設(shè)置

工程系統(tǒng)通常會(huì)用到來(lái)自多個(gè)供應(yīng)商具有不同軟件功能的儀器。通過(guò)查看用戶(hù)手冊(cè)來(lái)了解子菜單配置信息，并在網(wǎng)上搜索最新版本的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序可能會(huì)讓人抓狂，尤其是當(dāng)供應(yīng)商提供不一致的使用體驗(yàn)時(shí)。使用軟件開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序應(yīng)與其硬件系統(tǒng)緊密結(jié)合，使用戶(hù)獲得一個(gè)統(tǒng)一的管理解決方案來(lái)簡(jiǎn)化這種基本關(guān)系。NI通過(guò)最新版LabVIEW NXG引入了一個(gè)新的圖形工具，能夠以可視化方式配置物理系統(tǒng)。該工具稱(chēng)為SystemDesigner，將硬件配置、診斷和系統(tǒng)文檔描述等功能引入LabVIEW NXG環(huán)境。這樣可以最大限度地提高開(kāi)發(fā)效率，同時(shí)還可以在一個(gè)環(huán)境中完整地管理硬件以及軟件開(kāi)發(fā)。如果沒(méi)有安裝特定的NI或第三方驅(qū)動(dòng)程序，SystemDesigner將指導(dǎo)您通過(guò)NI軟件包管理器(NI Package Manager)安裝必要的驅(qū)動(dòng)程序，這是一個(gè)基于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)軟件包格式的新接口。

圖2. LabVIEW NXG支持軟件開(kāi)發(fā)的硬件管理和系統(tǒng)文檔。

完成初始設(shè)置后，下一步就更簡(jiǎn)單，也就是驗(yàn)證產(chǎn)品是否滿(mǎn)足所有設(shè)計(jì)要求。在整個(gè)測(cè)試開(kāi)發(fā)過(guò)程中，快速查看交互式測(cè)量結(jié)果是非常重要的，比如DMM讀數(shù)或示波器顯示的數(shù)據(jù)，這主要用于信號(hào)連接的初始測(cè)試和調(diào)試以及測(cè)量精度的驗(yàn)證。通過(guò)SystemDesigner，您可以啟動(dòng)NI模塊化儀器的軟面板，以交互方式監(jiān)測(cè)和控制硬件。某些儀器還可直接連接到PC來(lái)加載和存儲(chǔ)波形或針對(duì)特定設(shè)備的配置，以簡(jiǎn)化調(diào)試。但是，為了最大限度地減少人為錯(cuò)誤和確保一致性，并最終加快產(chǎn)品上市，實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證過(guò)程大部分步驟的自動(dòng)化是非常有必要的。

儀器自動(dòng)化

在驗(yàn)證某個(gè)設(shè)計(jì)的初始電路板時(shí)，某些測(cè)試需要重復(fù)運(yùn)行的可能性很高。多次手動(dòng)進(jìn)行相同的測(cè)試不僅單調(diào)乏味，而且更重要的是從商業(yè)角度看效率低下。如果一個(gè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)的基本目標(biāo)是完全驗(yàn)證某個(gè)設(shè)計(jì)并將其快速發(fā)送給制造團(tuán)隊(duì)，那么團(tuán)隊(duì)的寶貴時(shí)間應(yīng)該主要用在需求和工程設(shè)計(jì)調(diào)整上，而不是浪費(fèi)在可以自動(dòng)化的常規(guī)任務(wù)上。在接受這種思維模式后，主要的障礙就是測(cè)試的創(chuàng)建，因?yàn)橛布蜏y(cè)試工程師團(tuán)隊(duì)之間的編程經(jīng)驗(yàn)差別很大。這里的關(guān)鍵就在于應(yīng)用專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域知識(shí)的同時(shí)，不會(huì)受限于所選擇軟件的語(yǔ)義和編程結(jié)構(gòu)。

LabVIEW NXG提供了圖形化編程方法，可讓您按照腦中所想進(jìn)行編程，并通過(guò)連接函數(shù)塊來(lái)構(gòu)建應(yīng)用程序的邏輯。此外，用戶(hù)界面(UI)的設(shè)計(jì)通過(guò)拖放方法進(jìn)行了簡(jiǎn)化，可幫助您直觀地為測(cè)試代碼創(chuàng)建專(zhuān)業(yè)的用戶(hù)界面。最新版本的LabVIEW NXG進(jìn)一步將這些功能從桌面擴(kuò)展到了網(wǎng)絡(luò)，即使您沒(méi)有Web編程經(jīng)驗(yàn)，也可以設(shè)計(jì)和部署基于Web的UI，在任何現(xiàn)代Web瀏覽器中運(yùn)行測(cè)試代碼，而且無(wú)需插件或安裝程序。使用LabVIEW NXG Web模塊這一新功能，您可以通過(guò)各種設(shè)備和操作系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控測(cè)試，并與同事共享信息，這對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的測(cè)試特別有用。

圖3. LabVIEW NXG Web模塊可幫助您設(shè)計(jì)和部署基于Web的用戶(hù)界面，并在任何現(xiàn)代Web瀏覽器中運(yùn)行測(cè)試代碼，無(wú)需插件或安裝程序。

擴(kuò)展至生產(chǎn)測(cè)試

當(dāng)產(chǎn)品從研發(fā)驗(yàn)證轉(zhuǎn)移到最終的生產(chǎn)測(cè)試時(shí)，盡可能減少器件測(cè)試時(shí)間對(duì)于最大化總單位產(chǎn)量至關(guān)重要。設(shè)計(jì)驗(yàn)證和生產(chǎn)之間的儀器復(fù)用可減少這兩個(gè)階段之間進(jìn)行測(cè)量數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)所需工作，同時(shí)也提高了軟件擴(kuò)展的效率。以相同的方式獨(dú)立運(yùn)行與設(shè)備驗(yàn)證階段相同的測(cè)試并不能滿(mǎn)足制造商的期望;測(cè)試方法必須進(jìn)行擴(kuò)展才能滿(mǎn)足吞吐量需求。盡管大部分相同的代碼可以而且應(yīng)該重復(fù)利用，但仍需要一個(gè)位于軟件堆棧上層的抽象測(cè)試管理工具來(lái)將所有相關(guān)的自定義測(cè)試組合成一個(gè)統(tǒng)一的測(cè)試序列，以更高效地測(cè)試設(shè)備，甚至同時(shí)測(cè)試多個(gè)設(shè)備，以滿(mǎn)足其規(guī)格要求。從零開(kāi)始構(gòu)建這樣一個(gè)測(cè)試執(zhí)行軟件是非常麻煩的，而使用商用現(xiàn)成解決方案則可節(jié)省大量開(kāi)發(fā)工作，并可進(jìn)一步縮短上市時(shí)間。

TestStand是一個(gè)現(xiàn)成即用的測(cè)試管理環(huán)境和框架，可簡(jiǎn)化生產(chǎn)測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 TestStand可以調(diào)用幾乎任何編程語(yǔ)言編寫(xiě)的代碼模塊，使您的團(tuán)隊(duì)可以重復(fù)使用LabVIEW NXG和LabVIEW 2017等圖形化語(yǔ)言以及C、C#和Python編寫(xiě)測(cè)試程序。該環(huán)境抽象了關(guān)鍵生產(chǎn)測(cè)試功能(如報(bào)告、數(shù)據(jù)庫(kù)記錄和并行執(zhí)行)的開(kāi)發(fā)，同時(shí)允許在需要時(shí)進(jìn)行底層自定義。通過(guò)采用測(cè)試執(zhí)行系統(tǒng)(所有不同的待測(cè)設(shè)備共用)與測(cè)試代碼模塊(通常針對(duì)特定測(cè)設(shè)備)分離的模塊化軟件架構(gòu)，您將擁有一個(gè)可擴(kuò)展且靈活的架構(gòu)，而且從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，易于開(kāi)發(fā)和支持且維護(hù)成本較低。例如，摩托羅拉公司的特性分析和生產(chǎn)測(cè)試軟件團(tuán)隊(duì)基于TestStand和LabVIEW對(duì)一個(gè)模塊化測(cè)試應(yīng)用程序進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化，最終將年度維護(hù)和新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)成本降低了一半以上。

圖4. TestStand解決了成本和效率問(wèn)題，提高了測(cè)試系統(tǒng)的總吞吐量

部署和維護(hù)測(cè)試裝置

大多數(shù)大型測(cè)試系統(tǒng)并不會(huì)采用孤立的架構(gòu)，它們通常代表多個(gè)測(cè)試點(diǎn)或整個(gè)生產(chǎn)車(chē)間的解決方案。完成測(cè)試后，手動(dòng)部署測(cè)試序列及其所有必要的依賴(lài)關(guān)系對(duì)于工程師的邏輯要求非常高。假設(shè)您已經(jīng)手動(dòng)完成20臺(tái)測(cè)試系統(tǒng)的部署安裝，但卻很快發(fā)現(xiàn)，您必須重新部署測(cè)試序列，才能對(duì)20臺(tái)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行一個(gè)小的修改。想象一下測(cè)試系統(tǒng)的數(shù)量增加到1000臺(tái)時(shí)的情況。

TestStand通過(guò)其內(nèi)置的部署實(shí)用程序簡(jiǎn)化了這個(gè)過(guò)程，該實(shí)用程序在部署測(cè)試序列時(shí)會(huì)同時(shí)部署其代碼模塊和所需的運(yùn)行驅(qū)動(dòng)程序。您還可以使用自己熟悉的開(kāi)發(fā)環(huán)境來(lái)創(chuàng)建自定義操作界面(OI)，以便使用測(cè)試序列進(jìn)行部署?；谟脩?hù)身份驗(yàn)證，TestStand不僅可以讓軟件架構(gòu)師訪(fǎng)問(wèn)底層執(zhí)行細(xì)節(jié)，也可以簡(jiǎn)單到只需讓操作人員單擊部署測(cè)試站上自定義OI上的 “運(yùn)行”按鈕，并自動(dòng)將合格/不合格結(jié)果保存到磁盤(pán)中。

對(duì)于大型分布式系統(tǒng)，SystemLink這款全新NI軟件產(chǎn)品有助于協(xié)調(diào)大規(guī)模軟件部署、跨硬件管理驅(qū)動(dòng)程序版本以及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)診斷。中央服務(wù)器節(jié)點(diǎn)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接安全地管理分布式端點(diǎn)，并簡(jiǎn)化NI和第三方軟件將軟件包大規(guī)模發(fā)布到目標(biāo)系統(tǒng)的過(guò)程，顯著減少了與系統(tǒng)管理功能相關(guān)的管理負(fù)擔(dān)和物流成本。

圖5. SystemLink通過(guò)中央Web應(yīng)用程序幫助管理分布式系統(tǒng)。

軟件是關(guān)鍵

每個(gè)公司的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期各有其要求。許多公司會(huì)多次重復(fù)產(chǎn)品驗(yàn)證階段，以達(dá)到確保產(chǎn)量的拐點(diǎn)，在這個(gè)過(guò)程中可能會(huì)被迫重新檢查設(shè)計(jì)和配置。而有一些創(chuàng)業(yè)公司僅僅靠產(chǎn)量預(yù)測(cè)這一點(diǎn)并無(wú)法全面部署生產(chǎn)測(cè)試系統(tǒng)。畢竟，如果每個(gè)公司的開(kāi)發(fā)周期都是一致的，每一次都是百分之百成功，那么市場(chǎng)如何維持一種動(dòng)態(tài)的競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)?電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員和制造商必須采用一個(gè)工具平臺(tái)，在產(chǎn)品突然增加功能或提高規(guī)格以保持競(jìng)爭(zhēng)力時(shí)，可以進(jìn)行正確的調(diào)整。雖然我們當(dāng)然會(huì)盡量在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期中盡可能地處于主動(dòng)地位，但現(xiàn)實(shí)要求我們必須保持靈活性。作為工程師，我們已經(jīng)意識(shí)到這個(gè)挑戰(zhàn)，我們不能讓工具成為瓶頸。

LabVIEW NXG、TestStand和SystemLink這些NI軟件始終陪伴著您構(gòu)建、部署和維護(hù)測(cè)試系統(tǒng)的整個(gè)工作流程。除了這些產(chǎn)品的各自創(chuàng)新之外，這些產(chǎn)品還體現(xiàn)了NI持續(xù)投資到軟件的承諾。軟件產(chǎn)品的獨(dú)特組合及其固有的互操作性使得NI平臺(tái)能夠從眾多平臺(tái)中脫穎而出。其他供應(yīng)商才剛意識(shí)到軟件是關(guān)鍵，但NI在軟件上的投資已經(jīng)穩(wěn)定增長(zhǎng)了幾十年。讓軟件之間互操作性幫助您加速工作流程，更智能地進(jìn)行測(cè)試。