设计寿命更长的自动测试系统

美国国防部(DoD)等国防组织一直面临着削减成本的压力，同时还要维持重要的防卫任务，并提高应对新威胁的能力。一种方法是在以前投资的设计基础上通过增加功能来延长系统平台的寿命。AAV-7A1、B-52、F-15和MA Abrams等平台就是有长期生命力、一直工作着的可升级平台，自投入使用后，它们已经连续服役几十年了。

虽然延长军事系统的服务时间有助于节省预算，但也会使维护机构和自动测试系统(ATS)面临更多的挑战。其中的两项特别挑战是：

1. 处理被测设备生命周期与测试设备使用期限之间的不一致(见图1)

2. 支持测试横跨多代电子技术的高度混合的电子设备

图1：国防工业设备的特点是，其生命周期明显要比现成商用(COTS)部件长得多。那些试图在军事和航空系统中使用商用测试设备的设计师在设计时需要十分小心，以确保在整个系统寿命内都能提供支持。

幸运的是，由国防部相关机构及其产业伙伴主导的标准与平台给自动测试系统设计师和集成商提供了应对这些挑战的解决方案。利用模块化仪器仪表、软件定义的仪器、硬件抽象层、定义通用控制与信息交换语法的标准以及高层测试管理软件工具进行系统设计不仅能为当前挑战提供解决之道，而且还为这些系统逐步升级以满足未来需求奠定了坚实基础。

应对生命周期不一致的挑战

被测单元(UUT)生命周期与自动测试设备(ATE)使用期限之间的不一致使自动测试系统提供商和系统维护人员的任务益发复杂(见图1)。由于测试设备技术的发展步伐一般要比技术更迭的周期快，某种自动测试设备经常在国防维护人员对其仍有强烈需求时就过气了。减缓这种废弃情况的成本取决于自动测试系统的架构能在多大程度上支持使用时间的延长和功能升级。

利用新的架构设计自动测试系统是尽量降低解决废弃问题成本的一个重要方法，这种架构采用得到广泛支持的模块化仪器硬件平台，如实现仪器功能的PCI扩展(PXI)。业界对PXI平台的广泛支持提高了找到合适的低成本替代仪器的概率。另外，它也增加了拥有竞争性备选方案的概率。而且模块化的外形通常可以最大限度地减少待替换硬件的数量，因为像计算平台、电源、冷却部件和其它辅助基础组件等通用资源不再是每台仪器的不可拆分的组成部分，这一点与传统箱式仪器不同。

用适当的替代品替代仪器硬件只是减缓废弃情况的一个方面。在国防工业领域，测试工具的目标是在与商用生产测试相比长得多的时间周期内保持测试现用设备的能力。因此，对替代硬件的另一个要求是执行现有被验证过和被认可的测试的能力。现有测试不仅依赖于仪器硬件，而且依赖于对每个被测单元来说独一无二的测试程序集(TPS)。许多测试程序集可能使用待替换的单套测试资产。组成每个测试程序集的文档、软件和接口组件的开发与集成占用了大部分先前的资金投入，设备支持机构必须继续利用该投资，以便尽可能使这部分预算能顶更长时间。

由于重新开发这些测试程序集的代价非常高，因此利用测试程序集与测试站硬件资产之间的抽象层设计的自动测试系统在减少废弃情况费用方面可以提供很大优势。硬件抽象层有时也指软件打包器或简单地称打包器，它使得用通用命令控制测试资产的测试开发成为可能，无需再使用供应商独有的语法。将命令功能与独有语法分离开来可以在发生废弃或升级情况时保护对测试程序集的投资。

硬件抽象的一个例子是使用针对仪器类的通用函数调用，如由可互换虚拟仪器(IVI)规范定义的内容。可互换虚拟仪器驱动程序可以从独特硬件实现中抽象出一般性仪器功能，并用通用仪器命令语法代替独有的制造商调用语法(见表1)。

表1：可互换虚拟仪器用于定义仪器类别的通用测试仪器清单。这种抽象方式为防止特定制造商仪器的废弃提供了保护层。

开发模块化抽象层

虽然可互换虚拟仪器为所列仪器提供了测试程序集保护层，但测试站几乎总是包含有更多的仪器类型和其它测试资产。为了在自动测试系统的工作任务改变时能提供新功能，这些测试站组件也会成为废弃品或需要被替换。自动测试系统设计中的另外一个关键要素是全面的、模块化抽象层的开发，这个抽象层将包含所有当前测试站的资产，而且要具有开放性，当今后自动测试系统程序有需要时可用于进一步开发。

系统设计中可以整合进的另一种有用抽象是使用模块化子系统，如合成仪器。合成仪器被定义为一种可重构的系统，它能通过标准化的接口将一系列基本的软件和硬件组件整合在一起，以用数字处理技术产生信号或执行测量--即是一种模块化的软件定义仪器。这是解决仪器生命周期与测试系统使用期限之间典型不一