一種整機測試系統的設計與實現

楊濤+毛凱鋒+李建英+李帥

摘要： 該文介紹了一種整機測試系統的設計與實現。建立基于虛擬儀器的調試測試設備，通過PXI總線完成對數字信號和高速數字IO的控制，通過程控電源、示波器、數字萬用表、AFDX卡等測試測量設備對測試對象進行全自動的測試，可生成測試報表并查詢測試結果。

關鍵詞： UUT；STE；ATP；ATE

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）34-0235-03

Abstract： This paper presents a design and implementation of a complete machine system test. Based on virtual instrument commissioning test equipment，through PXI bus to complete control of the digital signal and high speed digital I/O ， through the programmable power supply ，test equipment such as oscilloscope ，digital multimeter ， AFDX card for automatic test of the test object， it can generate test reports and check the test results.

Key words： Unit Under Test；Special Test Equipment； Automatic Test Program；Automatic Test Equipment

為了提供研制工程處理機（以下簡稱為UUT）的測試環境，提高測試自動化程度，提高生產效率和產量，研制整機專用測試設備（以下簡稱為STE），用于完成UUT的測試。測試系統根據被測設備的測試方法提供了硬件環境和軟件測試程序集，測試完成后自動保存測試結果，方便測試人員分析和查詢。根據工程處理機（UUT）的功能和測試要求，測試設備具備UUT綜合測試、整機ATP測試、系統自動測試。

1 設備組成

1.1 硬件組成

測試系統通過程控電源實現2路28V電源供電。

使用數字萬用表實現電源檢測接口的檢測。

供電電源的“28V地”信號經過適配器中信號繼電器組與UUT離散量輸入信號端口連接；通過NI6509板卡中數字IO作為信號繼電器的吸合和斷開的控制信號，滿足“28V地/開路”離散量信號的輸出。

計算機程控電源輸出16V-24V電壓值，電流1A-2A，信號經過適配器中的功率繼電器組與UUT毀鑰輸入信號端口連接；通過NI6509板卡中數字IO作為功率繼電器的吸合和斷開的控制信號，滿足電流型“20V/開路”信號的輸出。

UUT輸出的28V地/開離散量信號經過適配器進入NI-6528板卡的60V離散量隔離數字采集通道，被測試設備采集。

API-FDX-2通信仿真卡是雙通道的，每個通道與以太網交換機連接，實現AFDX網絡接口的建立。

工控機上的以太網（100M，1000M）與以太網交換機連接，實現以太網總線接口的建立。

與工控機以太網口連接的以太網交換機中，分出一路以太網口與N-Port交換機連接，實現串口總線接口的建立。

1.2 軟件組成及功能

本系統基于NI LabVIEW平臺開發。NI LabVIEW是支持WIN2000框架的圖形化軟件編程平臺，它將簡單易用的圖形化開發方式和靈活強大的編程語言的優勢合二為一。系統軟件由系統自檢、參數配置、系統測試、報表生成、數據處理、系統幫助等模塊組成。

1.2.1 系統自檢模塊功能

a） 完成設備硬件的模塊級自檢；

b） 完成設備內部各個輸入輸出信號的通道級自檢。

1.2.2 參數配置模塊功能

a） 設置測試人員信息；

b） 設置電源偏置、測試項及測試判據。

1.2.3 系統測試模塊功能

a） 按順序測試各個被選項，實時顯示測試結果；

b） 保存測試結果到指定路徑。

1.2.4 報表輸出模塊功能

a） 對模塊各個測試的測試結果生成word文檔的測試報表；

b） 測試報表包含測試時間、測試模塊的型號、編號，測試人等信息。

1.2.5 數據處理模塊功能

回放、處理被保存的數據。

1.2.6 系統幫助模塊功能

對設備軟硬件的操作進行幫助說明。

2 軟件操作流程

2.1 系統準備

a） 打開PXI機箱電源，再打開工控計算機電源；

b） 一般設備需預熱15分鐘后，才可開始測試。

2.2 軟件啟動

從“開始”的“程序”組中找到“整機測試系統”項，運行測試程序。 系統主操作界面如圖2所示。

在主操作界面上包括菜單按鈕區域，測試信息區域。

其中系統菜單包括：用戶登錄、系統自檢、綜合測試、ATP測試、ATE測試、數據處理、報表生成、幫助及退出。測試信息區域包括：測試日期、測試時間、操作員姓名，其中測試時間和測試日期是自動更新的，而操作員姓名需要操作人員錄入。

2.3 各模塊操作

軟件啟動后，進入登錄界面。用戶輸入正確的賬號、密碼后進入主操作界面。單擊系統菜單中的按鈕即可進入相應模塊的操作界面。endprint

2.3.1 用戶登錄

用戶登錄用于加強軟件管理的安全性，防止不相關人士任意使用測試系統，造成不必要的損失。

測試系統軟件啟動后，彈出用戶登錄界面，如圖3所示。點擊“用戶名”的下拉菜單，選擇賬號名稱或輸入用戶名。然后輸入密碼，單擊確定按鈕進行登入操作。用戶名、密碼輸入錯誤時，系統軟件彈出“用戶名、密碼輸入有誤”的提示框；反之，系統軟件進入測試主界面。

單擊用戶登錄界面的退出按鈕，退出測試系統。

2.3.2 系統自檢

單擊界面上方的“自檢”菜單項，進入系統自檢操作界面，如圖4所示。

自檢模塊分為兩個部分：模塊級自檢和通道級自檢。點擊左上角的標簽即可在兩個功能間切換。點擊自檢按鈕，即可進行各個模塊的自檢。

2.3.3 綜合測試、ATP測試、ATE測試

單擊界面上方的“測試/綜合測試”菜單項，進入綜合測試操作界面，如圖5所示。

ATP測試、ATE測試和綜合測試的軟件操作步驟基本相同。

綜合測試界面彈出后，系統軟件自動加載上一次的測試項選擇文件。其他操作步驟如下：

1） 展開測試項樹形結構，選擇/取消測試項；

2） 點擊全反選按鈕，全選/全不選所有測試項；

3） 點擊確認按鈕，確定所選測試項。被選項的名稱、標準值顯示在界面右方的表格中；

4） 點擊導入按鈕，彈出文件路徑選擇對話框，導入測試項選擇文件；

5） 點擊導出按鈕，彈出文件路徑選擇對話框，保存當前測試項選擇狀態到指定文件；

6） 點擊參數配置按鈕，彈出參數配置界面；

7） 選擇好測試項后，點擊開始測試按鈕，系統按照所選項的序列逐個測試。同時，每個測試項的實測值及結論實時顯示在右方的表格中；

8） 測試完成后，點擊報表輸出按鈕，系統將測試結果生成測試報表文件。

2.3.4 報表生成

點擊測試界面下方的報表輸出按鈕，系統將測試結果生成測試報表文件。基本性能測試結束后，選中并單擊“報表輸出”按鈕，立即生成測試UUT基本性能的測試結果，并按照相應格式生成Word文檔，之后返回主操作界面。

2.3.5 數據處理

點擊“歷史測試查詢”按鈕進入歷史測試查詢操作界面，如圖6所示。

點擊“查詢條件”在下拉選項中選擇所要查詢的條件，并在下邊對應的下拉選項“被測機型號”或“操作員”或“起始時間”中輸入相應條件，然后點擊界面下部“測試信息查詢”按鈕，即在界面左邊表格中顯示按照所輸入條件在數據庫中查找到的測試信息。在這些測試信息中，如果需要察看某一次的詳細的測試內容和測試結果，那么在表格中點擊這一行列表，那么這行列表的第一個字符框變紅，此時點擊“測試結果查詢”按鈕，在右邊表格中顯示此次的測試內容和測試結果。點擊“生成報表”按鈕，可以將此次測試內容生成Word格式的報表。

點擊“返回”按鈕返回測試主操作界面。

2.3.6 幫助

系統的幫助提供了測試系統關于正確進行測試配置和系統測試的完整的幫助文件。

2.3.7 系統退出

單擊界面上方的退出菜單項，關閉測試系統。

3 系統定期維護保養

1） 定期通電、自檢；

2） 注意系統的防塵、防潮、確保使用環境中無腐蝕氣體；

3） 若本系統經常使用，應每個月檢查一次病毒。

4 常見故障及維修方法

在本系統軟件的安裝與使用過程中可能出現的故障以及相應的解決處理方法如下。

4.1 系統啟動時，沒有發現硬件板卡

在本系統軟件啟動的時候會對硬件板卡進行自檢，這時如果發現板卡狀態不正常或無法使用，就有出錯信息會提示出錯的板卡型號，以及錯誤原因，用戶可能需要按照所給出的板卡型號對相應的板卡重新配置。

4.2 輸入配置參數錯誤

程序的運行期間，在對系統功能參數進行配置的過程中如果有輸入參數值無效的情況，就會彈出輸入參數錯誤的提示。一般按照提示信息重新輸入設置參數就可以了。

關于輸入參數的具體有效輸入范圍視每個狀態下的情況而定。由于輸入參數有效取值范圍在軟件設計階段就已經設定好了，所以一般不推薦修改源程序中的輸入參數有效取值范圍。

5 結束語

本文介紹了一種整機測試系統，該系統能夠進行UUT綜合測試、整機ATP測試、系統自動測試。本系統基于NI LabVIEW平臺開發。系統軟件由系統自檢、參數配置、系統測試、報表生成、數據處理、系統幫助等模塊組成。該整機測試系統的研制，顯著提高了測試的自動化程度、生產效率和產量，應用前景廣闊。

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