自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試效率研究

黃毅，姬傳慶，白成宏，潘繼文

(甘肅酒泉十四支局，甘肅酒泉，735018)

1 自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)研究現(xiàn)狀分析

電子裝備自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的發(fā)展大體上經(jīng)歷了四個(gè)主要的發(fā)展階段，在此期間形成了三代主要的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，通過(guò)大量文獻(xiàn)調(diào)研與分析，總結(jié)認(rèn)為最新的電子裝備自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)是基于VXI和PXI測(cè)試總線的模塊化系統(tǒng)，具有測(cè)試速度快，重量小，機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，資源配置較為合理，體積可控等優(yōu)勢(shì)；但是該種型號(hào)的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)仍然面臨未來(lái)一段時(shí)期內(nèi)性能需求的巨大挑戰(zhàn)，主要的技術(shù)短板在于：系統(tǒng)的可操作性有待提升，在高頻段的覆蓋能力有待提升，并行測(cè)試能力不高，故障診斷和測(cè)試適配等性能不能滿足需求，信息融合及跨平臺(tái)使用能力不高等。針對(duì)上述情況，雖然采用先進(jìn)的診斷測(cè)試設(shè)備和技術(shù)能夠使檢測(cè)效率提高10倍以上，故障診斷效率提高30%以上。但ATS仍面臨許多問(wèn)題需要解決，主要集中在以下幾個(gè)方面:（1）維修費(fèi)用過(guò)高。典型自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的使用和維修費(fèi)用已達(dá)到全壽命周期費(fèi)用的50%以上，過(guò)高的費(fèi)用使用單位難以承受；（2）各種ATS系列之間沒(méi)有通用性，TPS不可移植；（3）系統(tǒng)升級(jí)換代時(shí)，TPS不能很好地遷移，重新開發(fā)得不償失；（4）系統(tǒng)升級(jí)時(shí)原有軟件功能模塊在新的系統(tǒng)中不能使用，浪費(fèi)巨大，而新的軟件開發(fā)時(shí)間長(zhǎng)。

2 提升自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試效率

一套自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的研制從組建之初就應(yīng)該考慮其測(cè)試效率的問(wèn)題，本文主要討論在系統(tǒng)架構(gòu)(主控計(jì)算機(jī)配置、儀器選型、被測(cè)件類型)已經(jīng)確定的情況下如何提高測(cè)試效率的問(wèn)題。

2.1 測(cè)試總線選擇

測(cè)試總線的選擇主要由組成測(cè)試系統(tǒng)的硬件資源決定:如果系統(tǒng)中選用的測(cè)試儀器以模塊化儀器為主，可以選用VXI、PXI、AXIe等測(cè)試測(cè)試總線；當(dāng)前臺(tái)式儀器組成的測(cè)試系統(tǒng)一般可以選用GPIB總線和LAN總線。

2.2 儀器控制優(yōu)化

測(cè)試系統(tǒng)中的各類儀器和儀表均由計(jì)算機(jī)控制，在控制過(guò)程中需要相應(yīng)不同的控制命令和指令，現(xiàn)代電子元器件的響應(yīng)時(shí)間較短，所以控制優(yōu)化的主要目的在于測(cè)試命令的優(yōu)化，結(jié)合現(xiàn)階段的研究成果，認(rèn)為已下兩個(gè)方面是最具有研究?jī)r(jià)值的優(yōu)化途徑：（1）控制流程優(yōu)化。該項(xiàng)優(yōu)化主要適用于循環(huán)測(cè)量較多的測(cè)試中，在設(shè)置中盡可能將循環(huán)控制在儀器外部進(jìn)行，典型案例是測(cè)試系統(tǒng)中將需要矢量網(wǎng)絡(luò)分析的幅度控制組件在分析儀器的外部完成各項(xiàng)設(shè)置。冗余的命令發(fā)送像“設(shè)置數(shù)據(jù)格式”、“輸出打開”、“加在校準(zhǔn)文件”等應(yīng)盡可能保持固定狀態(tài)。這樣，在進(jìn)行流程優(yōu)化過(guò)后，通過(guò)細(xì)分命令類型，實(shí)際上降低了重復(fù)命令的發(fā)送數(shù)量，提升了儀器的運(yùn)行效率。（2）儀器設(shè)置優(yōu)化。通常意義上，測(cè)試精度和測(cè)試效率是相互矛盾的，測(cè)試方法的確定需要在兩者之間找尋平衡點(diǎn)，測(cè)試儀器設(shè)置優(yōu)化的目的就是在儀器出場(chǎng)設(shè)置的基礎(chǔ)上，將儀器配制進(jìn)行優(yōu)化，達(dá)到最佳的平衡。

2.3 提升測(cè)試適配性

測(cè)試系統(tǒng)的適配性主要測(cè)試的是信號(hào)調(diào)節(jié)和通道切換技術(shù)，自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試效率提升需要優(yōu)化系統(tǒng)的適配性，具體指的是系統(tǒng)鏈接的可靠性和正確性。最簡(jiǎn)化和無(wú)源化是適配器設(shè)計(jì)的原則，只有在適配技術(shù)不能滿足測(cè)試對(duì)象需求的情況下，才能考慮將信號(hào)的調(diào)節(jié)和通道切換交由有源組件完成。

2.4 優(yōu)化策略分析

優(yōu)化策略能夠在宏觀上影響自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試效率。最新研究表明，自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)策略優(yōu)化的主要途徑有以下幾種：（1）并行測(cè)試優(yōu)先。該原則適用于自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)硬件和軟件同時(shí)支持平臺(tái)工作的情況，通常意義上，并行操作能夠在測(cè)試中同時(shí)引入多個(gè)測(cè)試通道，實(shí)現(xiàn)多線程并行操作的目的，滿足多個(gè)軟件同一時(shí)間調(diào)用的需求。另一方面，并行測(cè)試能夠?qū)崿F(xiàn)多測(cè)試對(duì)象目的。由此看來(lái)，該種優(yōu)化方式可以有效提升測(cè)試性能和測(cè)試過(guò)程中的資源利用率，最終降低自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試時(shí)間，降低測(cè)試成本。（2）任務(wù)調(diào)度優(yōu)化。一個(gè)測(cè)試系統(tǒng)為了滿足多測(cè)試任務(wù)的需要，需要同時(shí)設(shè)置多個(gè)測(cè)試模塊，不同的測(cè)試任務(wù)同時(shí)調(diào)用自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)中的資源，共同完成整體測(cè)試任務(wù)，這就要求各個(gè)任務(wù)的調(diào)度有序并合理，在滿足測(cè)試需要的基礎(chǔ)上，降低資源閑置率，提升性能指標(biāo)。優(yōu)化后的測(cè)試調(diào)度安排，能夠?qū)崿F(xiàn)資源的科學(xué)分配，提升系統(tǒng)效率。這一過(guò)程中，首先應(yīng)遵循的原則就是測(cè)試任務(wù)相關(guān)性較低的情況下，應(yīng)盡可能按照原有測(cè)試鏈路進(jìn)行，減少變動(dòng)。原因在于測(cè)試鏈路的變化需要測(cè)試開關(guān)的操作，通常會(huì)引發(fā)測(cè)試軟件工作狀態(tài)的變動(dòng)，這種變動(dòng)對(duì)于時(shí)間的消耗較明顯。在可能的情況下，降低工作狀態(tài)的變動(dòng)，能夠提升自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的工作效率。另一個(gè)應(yīng)該遵循的原則是將具有較強(qiáng)關(guān)聯(lián)性的測(cè)試任務(wù)進(jìn)行合并。典型案例有接收靈敏度調(diào)整對(duì)于首發(fā)組件動(dòng)態(tài)范圍控制來(lái)說(shuō)，屬于一種范圍下限，在進(jìn)行合并后能夠降低不同測(cè)試任務(wù)對(duì)于靈敏度的變動(dòng)。（3）代表性測(cè)試狀態(tài)分析。在被測(cè)組件的診斷模式出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，可以通過(guò)該種優(yōu)化方式進(jìn)行調(diào)節(jié)，自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的診斷模式需要在極短時(shí)間內(nèi)完成被測(cè)試組件及軟件是否故障的判斷，在測(cè)試結(jié)果之后得出診斷顯然不可能，所以要求在測(cè)試之前完成被測(cè)試件各種狀態(tài)的特征參數(shù)報(bào)告，并以此作為測(cè)試過(guò)程中是否出現(xiàn)問(wèn)題的判斷依據(jù)。

2.5 信息融合技術(shù)

信息融合技術(shù)是一種多信息源協(xié)同作用的技術(shù)，相比于傳統(tǒng)的單一、直接信息源獲取信息方式，具有更加完整和準(zhǔn)確的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)具備高空間覆蓋度和廣時(shí)間覆蓋度等特點(diǎn)，能夠明顯提升系統(tǒng)內(nèi)的資源利用率，提升自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試效率。

3 結(jié)語(yǔ)

測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試效率問(wèn)題是影響裝備測(cè)試和研發(fā)的關(guān)鍵因素，本文從自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)研究現(xiàn)狀分析入手，重點(diǎn)分析了五項(xiàng)具有明顯技術(shù)優(yōu)勢(shì)的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試效率提升手段，分析表明，綜合運(yùn)用上述測(cè)試優(yōu)化改進(jìn)手段，能夠明顯提升測(cè)試效率，具有重要的研究?jī)r(jià)值和廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。

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