自動測試系統(tǒng)技術(shù)概述目錄TOC\o"1-3"\h\u7957自動測試系統(tǒng)技術(shù)概述 1157631.1自動測試基礎(chǔ) 192101.2定義和組成 1237621.2.1自動測試設(shè)備 264161.2.2測試程序集 2284681.3自動測試系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù) 2201271.3.1總線技術(shù) 2172911.3.2軟件技術(shù) 3166901.3.3數(shù)據(jù)庫技術(shù) 3125911.3.4故障診斷技術(shù) 3275991.4自動測試系統(tǒng)開發(fā)過程 330321.4.1需求分析 4115101.4.2硬件系統(tǒng)搭建 4130861.4.3軟件框架搭建 4236921.4.4測試序列開發(fā) 58331.4.5測試運(yùn)行 5自動測試基礎(chǔ)自動測試是指操作軟件實(shí)現(xiàn)被測件的指標(biāo)測試自動化。通用的流程為，在測試前編輯測試流程序列和結(jié)果判定方案，測試時(shí)執(zhí)行軟件程序調(diào)用預(yù)設(shè)配置進(jìn)行測試和結(jié)果處理。自動測試是將全人工操作儀器測試轉(zhuǎn)化為少人工干預(yù)的機(jī)器執(zhí)行的過程。測試人員只要在測試前根據(jù)測試指標(biāo)，選擇預(yù)設(shè)的測試流程序列，根據(jù)提示信息進(jìn)行少量軟件操作，即可等待測試執(zhí)行和測試數(shù)據(jù)處理結(jié)果。相對于人工手動測試，自動測試具有很大優(yōu)勢。首先，自動測試在測試周期內(nèi)，自動協(xié)調(diào)測試資源，使測試速度及測試準(zhǔn)確度優(yōu)于手動測試；其次，自動測試的操作過程更易形成一套固有流程，便于測試規(guī)范化管理；此外，自動測試節(jié)省了一部分人力資源，可更專注于自動測試平臺的維護(hù)、和測試序列的開發(fā)及優(yōu)化。定義和組成自動測試系統(tǒng)（ATS，AutomaticTestSystems）是指在無人工干預(yù)或最小程度的人工參與下，對待測設(shè)備的各種參數(shù)進(jìn)行測量分析、故障判定等。自動測試系統(tǒng)可應(yīng)用于設(shè)備研制、生產(chǎn)、調(diào)試、使用及返修等各個(gè)階段。目前常用的自動測試系統(tǒng)都是通用化自動測試系統(tǒng)，基于通用總線或儀器總線搭建。大體上可分為自動測試設(shè)備（AutomaticTestEquipment，ATE）和測試程序集（TestProgramSet，TPS）兩部分。自動測試設(shè)備自動測試設(shè)備是測試系統(tǒng)中的硬件部分，主要由儀器設(shè)備資源、總線、信號轉(zhuǎn)接設(shè)備和接口模塊等組成。（1）儀器設(shè)備資源是自動測試系統(tǒng)的基礎(chǔ)，各設(shè)備通過標(biāo)準(zhǔn)總線接口與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，信號經(jīng)相應(yīng)的總線電纜在系統(tǒng)中的各設(shè)備之間進(jìn)行傳輸。測試總線是構(gòu)建自動化測試系統(tǒng)的重要部件，其性能在不停地提升，可以解決更多的測試需求，具有更好的可擴(kuò)展性。（2）信號轉(zhuǎn)接設(shè)備是實(shí)現(xiàn)自動測試通路的硬件設(shè)備。在自動測試系統(tǒng)中，對于不同測試項(xiàng)目，輸入、輸出的信號目標(biāo)設(shè)備有所不同。在這其中就需要用到微波開關(guān)、射頻電纜、衰減器等主要元素組成的信號轉(zhuǎn)接設(shè)備。信號轉(zhuǎn)接設(shè)備不僅能根據(jù)不同測試情況建立相應(yīng)測試點(diǎn)之間的通路，保證信號的正確傳輸，還能在傳輸過程中對信號安全起到一定作用。（3）數(shù)字TR組件的測試相對于以前的模擬TR組件測試最重要的區(qū)別在于接收通道采集信號的形式，因此在數(shù)字TR的自動測試系統(tǒng)硬件中使用了數(shù)據(jù)采集設(shè)備。新一代軍用電子技術(shù)的發(fā)展帶來了更遠(yuǎn)的探測距離和更高的分辨力。這些技術(shù)的推進(jìn)帶來了更大的傳輸帶寬，目前新一代的數(shù)據(jù)采集設(shè)備為適應(yīng)應(yīng)用需求，也能提供更大的存儲帶寬。測試程序集在自動測試軟件中，最核心部分是儀器控制和數(shù)據(jù)分析。其中，儀器控制是按測試步驟逐一調(diào)用儀器驅(qū)動中相關(guān)元素的過程，這些驅(qū)動元素加上流程控制的相關(guān)功能（如循環(huán)、信息提示等）組成了測試流程序列。而測試程序集就是測試流程序列的集合，它依托于自動測試系統(tǒng)軟件，以文件形式存儲，在測試時(shí)供軟件調(diào)用執(zhí)行。自動測試系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)總線技術(shù)隨著電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，從第二階段的自動測試系統(tǒng)開始，設(shè)計(jì)研究逐漸趨向通用性。而總線標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)和以總線技術(shù)為基礎(chǔ)的測試技術(shù)為自動測試通用化發(fā)展提供了無限可能。無論是測試儀器設(shè)備還是測試中使用的通用計(jì)算機(jī)都配備符合一種甚至多種標(biāo)準(zhǔn)的總線，可以使系統(tǒng)資源更容易增刪和升級。常用的總線有GPIB、LXI和PXI等，每種總線都各有其優(yōu)缺點(diǎn)。其中，GPIB總線允許多臺設(shè)備通過GPIB線纜相互連接成一個(gè)自動測試系統(tǒng)，對儀器控制和支持更加穩(wěn)定，但其成本較高。LXI總線實(shí)現(xiàn)了局域網(wǎng)技術(shù)在自動測試領(lǐng)域的應(yīng)用，測試系統(tǒng)中的設(shè)備連接主要通過網(wǎng)線和交換機(jī)來完成，但此類總線在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)會受到計(jì)算機(jī)本身的防火墻限制。PXI總線主要用于插槽儀器模塊，這類總線的自動測試系統(tǒng)測試速度快、成本低，但每個(gè)模塊沒有人機(jī)交互界面，無法獨(dú)立使用。因此，在自動測試系統(tǒng)研制時(shí)，需根據(jù)實(shí)際的需求（如對測試速度的需求、對測試穩(wěn)定性的需求等）來選擇最適合的測試系統(tǒng)平臺總線?？偩€技術(shù)隨著自動測試系統(tǒng)的發(fā)展，應(yīng)用的范圍越來越廣泛，這也在不斷推進(jìn)總線技術(shù)的研究和發(fā)展。未來總線的發(fā)展要求是在降低成本和復(fù)雜性的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)不同總線間的兼容。軟件技術(shù)軟件是自動測試系統(tǒng)的核心，在很大程度上決定了自動測試系統(tǒng)的工作效率、可靠性和實(shí)用性。自動測試系統(tǒng)的發(fā)展歷程也伴隨著自動測試軟件的發(fā)展更新。最初的專用型測試系統(tǒng)上的測試軟件是根據(jù)不同儀器獨(dú)有的命令集和語言而編寫的，編寫復(fù)雜、可復(fù)用性差。在SCPI（可編程儀器標(biāo)準(zhǔn)命令）出現(xiàn)后，一些半標(biāo)準(zhǔn)化的測試軟件也同步出現(xiàn)。在自動測試系統(tǒng)發(fā)展到第三代插槽模塊式時(shí)，雖然硬件上實(shí)現(xiàn)了資源靈活性，但對于軟件的開發(fā)需求更加專用。新時(shí)代的自動測試系統(tǒng)軟件推行通用化、框架式，使用各種功能強(qiáng)大的編程工具，運(yùn)用虛擬儀器、混合編程等技術(shù)生成界面友好、通用性強(qiáng)的測試系統(tǒng)軟件。與之前幾代自動測試系統(tǒng)軟件相比，數(shù)字TR的自動測試系統(tǒng)軟件更充分發(fā)揮了計(jì)算機(jī)的作用，將系統(tǒng)硬件與軟件分析相結(jié)合。未來自動測試系統(tǒng)軟件的發(fā)展方向是面向信號的，即只要信號滿足需求，可以忽略儀器廠家和類型，實(shí)現(xiàn)儀器的可替換性。數(shù)據(jù)庫技術(shù)數(shù)據(jù)庫技術(shù)是現(xiàn)代信息系統(tǒng)的重要組成部分，它通過研究數(shù)據(jù)庫的相關(guān)信息和理論方法，可以有效的利用數(shù)據(jù)庫來管理計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)。自動測試系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫主要用于測試相關(guān)信息的存儲和測試序列執(zhí)行后結(jié)果數(shù)據(jù)的存儲。隨著技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在SQLserver、Oracle等關(guān)系數(shù)據(jù)庫都具有快速查找功能，使自動測試系統(tǒng)軟件能對測試前預(yù)先輸入的信息，如測試序列信息、儀器程控地址和驅(qū)動信息等進(jìn)行檢索，快速匹配用戶輸入的不同測試需求，自動進(jìn)行設(shè)備控制和信息調(diào)用。對于一些數(shù)據(jù)量大的自動測試，關(guān)系數(shù)據(jù)庫不僅容量可隨數(shù)據(jù)量增加自動擴(kuò)展，還可通過索引視圖等方式提高檢索效率，彌補(bǔ)了自動測試系統(tǒng)的缺陷，提高自動測試軟件的穩(wěn)定性及功能可行性。故障診斷技術(shù)故障診斷是為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)被測設(shè)備的故障及其原因，為維修提供依據(jù)。隨著自動測試系統(tǒng)被測設(shè)備的復(fù)雜性提高，各部件的關(guān)聯(lián)性增強(qiáng)，之前簡單的診斷方式已無法滿足新型電子設(shè)備的檢測需求。因此，一些數(shù)學(xué)建模、信號處理方面的先進(jìn)技術(shù)逐漸被運(yùn)用于故障診斷領(lǐng)域中。目前形成了定性分析（故障樹、專家系統(tǒng)、定性仿真）和定量分析（基于解析模型和數(shù)據(jù)驅(qū)動）兩大方法類。自動測試系統(tǒng)開發(fā)過程隨著自動測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和接口的規(guī)范化，自動測試系統(tǒng)的開發(fā)過程也有一套相對固定的流程。需求分析需求分析是所有項(xiàng)目初期必經(jīng)階段。在該階段中，通過用戶需求的收集、分析和處理將需求轉(zhuǎn)化為項(xiàng)目的功能，并分析項(xiàng)目完成中所需做的工作，確定項(xiàng)目的最終目標(biāo)。需求的目標(biāo)包括功能性需求、非功能性需求與設(shè)計(jì)約束：（1）功能性需求此類需求是指在此項(xiàng)目中最終需要實(shí)現(xiàn)哪些功能來滿足用戶的需求，是項(xiàng)目需求的主體。此部分需求的收集是通過不斷與用戶溝通交流，逐步達(dá)到雙方對需求的一致認(rèn)識。（2）非功能性需求此類需求是對功能性需求的補(bǔ)充，包含如軟件可靠性設(shè)計(jì)、用戶交互潔面的友好、設(shè)計(jì)所遵循的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、可擴(kuò)展性等。（3）設(shè)計(jì)約束是根據(jù)實(shí)際情況對設(shè)計(jì)開發(fā)中的受限條件進(jìn)行約束說明，如開發(fā)時(shí)間約束、人員約束等。硬件系統(tǒng)搭建此階段是設(shè)計(jì)搭建自動測試系統(tǒng)的硬件基礎(chǔ)。系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)包括儀器選型、定制儀器或模塊設(shè)計(jì)、系統(tǒng)布局、附件選擇等。首先，根據(jù)需求分析文檔中對用戶的測試需求和被測件的指標(biāo)范圍、工作條件（如測試頻段、輸入激勵信號）限制的解讀，針對每個(gè)測試指標(biāo)選擇合適的測試方法，同時(shí)確定相關(guān)儀器硬件設(shè)備類型。而具體邏輯儀器的選型除了考慮需求分析中的因素，還要考慮系統(tǒng)的協(xié)作性。然后，總結(jié)測試中被測件閉環(huán)信號走向，綜合成本及信號安全等因素，選擇合適的測試附件，設(shè)計(jì)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)接通路，搭建自動測試系統(tǒng)硬件。其中，測試附件是指硬件系統(tǒng)中除儀器之外的元素。測試附件的選擇直接受需求影響，比如需測試被測件的相位指標(biāo)，則選擇穩(wěn)相電纜；系統(tǒng)通訊協(xié)議選擇LXI協(xié)議，則系統(tǒng)上要配備交換機(jī)進(jìn)行網(wǎng)口轉(zhuǎn)接等。此外，若具備相關(guān)條件，在自動測試軟件開發(fā)之前，需在硬件設(shè)備上手動驗(yàn)證需求分析中測試方法的可行性，并對指標(biāo)測試方法及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。軟件框架搭建軟件是自動測試平臺的核心。自動測試軟件框架包含了軟件的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，不僅定義了軟件層級、結(jié)構(gòu)，更著重于資源的整合調(diào)用及數(shù)據(jù)的處理。應(yīng)用于自動測試的軟件框架具備以下幾個(gè)典型要素：（1）通用的資源處理每個(gè)自動測試系統(tǒng)中的硬件資源是固定的，不同的測試序列在其中選擇需要的資源。這部分公用的資源按其功能進(jìn)行封裝，分配唯一標(biāo)識供測試序列調(diào)用。由于測試中通過標(biāo)識訪問資源，當(dāng)需求發(fā)生變更時(shí)只需修改對應(yīng)資源信息即可。（2）常用的方法處理在自動測試中，一些測試步驟或方法是經(jīng)常被重復(fù)使用的，這些方法可被單獨(dú)封裝，在測試流程序列中按其唯一標(biāo)識來調(diào)用。（3）測試數(shù)據(jù)測試數(shù)據(jù)包括測試中的臨時(shí)數(shù)據(jù)和最終測試結(jié)果數(shù)據(jù)，每次測試都會產(chǎn)生多個(gè)測試數(shù)據(jù)，因此在測試中需建立數(shù)據(jù)緩存區(qū)域，且保證緩存區(qū)的實(shí)時(shí)更新及處理，從而順利完成自動測試的數(shù)據(jù)。測試緩存區(qū)可以是文件或輕便的數(shù)據(jù)庫形式。測試序列開發(fā)測試序列即測試方法步驟的呈現(xiàn)形式，是根據(jù)具體測試需求進(jìn)行硬件資源控制和數(shù)據(jù)采集的集合。測試序列的開發(fā)不僅要考慮被測件的工作環(huán)境指標(biāo)，還要考慮被測件安全、測試速度等因素，此外，測試序