通用化測試系統(tǒng)技術

航天測控中心 余紅北京航天測控技術開發(fā)公司自八十年代以來，長期致力于ATE/ATS技術研究，在電子設備的通用測試技術與系統(tǒng)集成方面取得了豐碩的成果，其通用測試系統(tǒng)產(chǎn)品體現(xiàn)了通用化、模塊化、智能化、標準化、數(shù)字化、網(wǎng)絡化的特點，徹底改變了我國電子設備測試手段標準化與自動化程度低、功能單一、品種繁多、維修性以及保障性差的現(xiàn)狀，并已大量應用于我國軍用與民用領域的電子設備的生產(chǎn)與制造行業(yè)，成為現(xiàn)代裝備系統(tǒng)設計和制造過程中的有力工具，是保障現(xiàn)代裝備系統(tǒng)設計性能和使用性能的重要手段。本文主要從技術層面對ATE/ATS的組成及軟硬件及其接口要求進行了簡明扼要的論述。

1 通用測試系統(tǒng)架構

通用化自動測試系統(tǒng)(ATS)主要由圖1所示的三個部分組成：主控計算機、總線儀器測控組合、信號調(diào)理與轉接裝置。其中“主控計算機”中的軟件主要包括操作系統(tǒng)、編譯器、測試執(zhí)行程序(TP)。“總線儀器測控組合”中主要包括模塊化測試測量儀器、各類控制開關、通訊總線等。“信號調(diào)理與轉接裝置”主要包括各類測量與激勵控制信號的轉接與適配。

主控計算機及系統(tǒng)軟件提供TP的開發(fā)與運行環(huán)境，并通過控制總線控制測

試測量儀器完成TP的執(zhí)行、取回測試數(shù)據(jù)，生成測試報表。

值得一提的是，作為通用化的測試系統(tǒng)應該具有一個開放式的結構，系統(tǒng)軟、硬件各組成部分均進行模塊化分割，各模塊之間應該是通過標準接口(或協(xié)議)相互聯(lián)系。為了保證系統(tǒng)的靈活性，同時充分發(fā)揮設計人員的創(chuàng)造力，只需從接口上對開放式系統(tǒng)進行定義，而不需要定義各模塊的內(nèi)部具體實現(xiàn)，同時還要考慮到系統(tǒng)功能的可擴充性和技術的可升級性。因此，作為通用測試系統(tǒng)兩大重要組成部分的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)均需要具備靈活、開放的體系結構與接口設計。

2 通用測試系統(tǒng)硬件架構

通用測試系統(tǒng)硬件設計的關鍵在于UUT接口的標準化設計，UUT接口標準化的目的在于提供一種能夠在多個UUT之間方便轉換的硬件連接結構。這種結構通過對機械連接機構、接插件和連接器的標準化規(guī)定提供了可工作于寬頻帶信號范圍內(nèi)的接口連接方式。為采用VME總線、VXI總線、PCI總線、PXI總線儀器的通用測試系統(tǒng)提供了標準化(IEEE P1505轉接裝置接口(RFI)系統(tǒng)標準)的有力支撐。圖2是通用化硬件組成及接口原理示意框圖。其中：開關矩陣(SWM)接口和ATS轉接裝置(RFX)接口是ATS的重要組成部分，因為ATS儀器和UUT是通過SWM來連接的，大多數(shù)的激勵和測量信號是通過RFX作用到UUT上的。標準RFX接口限制了不同類型信號在接收器的不同位置上出現(xiàn)，SWM可實現(xiàn)多種儀器與由標準RFX接口所確定的多功能終端的連接。SWM接口與RFX的標準化提高了互操作性，并降低了重組費用，可以確保測試UUT所需要ATS儀器能被切換到轉接裝置所需要的任何管腳。

3 通用測試系統(tǒng)軟件架構

自動測試系統(tǒng)的軟件是TPS的重要組成部分，直接影響通用測試系統(tǒng)的性能和效率。自動測試軟件結構也有相應的標準。如圖3所示，開放式ATS體系結構中包含了多種標準的開放式軟件接口關系。IEEE 1226中的測試基礎框架(TFF)定義了開發(fā)和執(zhí)行測試程序和測試流程的一系列接口，軟件功能模塊通過這些接口實現(xiàn)信息交換，這些帶有標準接口的功能模塊組成了測試基礎框架。但是標準并沒有定義這些模塊的實現(xiàn)，留給開發(fā)者很大的自由度，使之可以用C/C++或ATLAS等語言實現(xiàn)TFF。

在科學技術高度發(fā)展的今天，測試工作處于各種現(xiàn)代裝備系統(tǒng)設計和制造的首位，是保證現(xiàn)代裝備系統(tǒng)實際性能指標的重要手段。代表著測試技術與儀器行業(yè)最高水平的通用ATE(自動測試設備) /ATS(自動測試系統(tǒng)) 技術，以商業(yè)成品設備和技術(Commercial Off The Shelf)為依托，采用開放的工業(yè)標準、低廉的設備價格、有效的技術支持和最新技術的商業(yè)產(chǎn)品和技術，在電子設備的生產(chǎn)與制造行業(yè)成為降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率的重要手段。