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歡迎使用設計新一代自動化測試系統開發者指南。這篇指南包含了一系列白皮書，幫助您開發測試系統時，降低成本、增加吞吐量，可擴展以適應未來需求。這篇白皮書描述了模塊化儀器平臺與傳統儀器平臺之間的差別。如需下載完整的開發者指南（共120頁），請訪問NI.com/automatedtest/zhs。
緒論：自動化測試系統的設計挑戰
測試管理人員和工程師們為了保證交付到客戶手中的產品質量和可靠性，在各種應用領域 (從設計驗證，經終端產品測試，到設備維修診斷) 都采用自動化測試系統。他們使用自動測試系統執行簡單的“通過”或“失敗”測試，或者通過它執行一整套的產品特性測試。由于設計周期后期產品瑕疵檢測的成本呈上升趨勢，自動化測試系統迅速地成為產品開發流程中一個重要的部分。這篇“設計下一代自動化測試”的文章描述了一些迫使工程團隊減少測試成本和時間的挑戰。這篇文章還深刻地洞察了測試管理人員和工程師們如何通過建立模塊化軟件定義型測試系統來克服這些挑戰。這種測試系統在減少總體成本的同時，顯著地增加了測試系統的吞吐量和靈活性。
如今的測試工程師們面臨著一系列新的壓力。他們所面臨的產品開發環境情況如下：
產品設計比前幾代更為復雜
為了保持競爭力并滿足客戶要求，開發周期要求越來越短
產品測試成本越來越高，而預算越來越少
不斷提高的設計復雜性
如今，測試測量的最明顯趨勢是器件復雜性不斷增加。例如，消費電子、通信和半導體工業持續要求將數字圖象/視頻、高保真音頻、無線通信和因特網互聯性集成到一個單獨產品中。甚至在汽車中都集成了復雜的汽車娛樂和信息系統、安全和早期預警系統，以及車身和發動機上的控制電子裝備。測試系統的設計不僅需要足夠靈活地支持對不同產品模型進行廣泛的測試，還需要能夠進行升級以提供新測試功能所需的更多測試點。
更短的產品開發周期
由于希望不斷提高新產品和技術，擁有市場第一個占有率的競爭天性，設計和測試工程團隊只能不斷的縮短產品開發周期。為此，工程團隊必須設計出新的測試策略來減少測試時間，并提高從設計到生產的測試效率。
圖1. 來自SIA的數據表明：隨著時間推移,硅（或者器件功能）的成本在降低，但測試成本卻在持續增加。
日益增加的測試成本和日益減少的測試預算
為了應對器件復雜性增加、開發周期縮短和預算減少的挑戰，測試管理人員和工程師們被迫放棄傳統的測試設計策略，即基于傳統箱式儀器或“大鐵塊”式的私有ATE系統。這些獨立的儀器缺少軟件處理所必需的靈活性，而且用戶接口是由廠商定義的，只能由廠商通過固件更新。這樣，儀器固件中沒有定義的測試以及新標準的測試就難以執行；或者當要求變化時，也難以對系統進行修改。由于這些器件最初就是作為獨立儀器而設計，他們缺少必要的集成能力，譬如數據流和同步功能。私有的ATE系統（例如高度集成產品芯片測試儀）能提供所需性能，但成本相當昂貴，可能會使工程團隊被廢棄，過早地進行系統再設計。
針對這些情況，測試管理人員和工程師們正在實現模塊化軟件定義型測試結構。這種結構基于廣泛采納的工業標準，可以提供：
更高的測試系統靈活性：可擴展至多種應用、業務部門，以及各個產品階段高性能的結構：可以顯著提高測試系統吞吐量，并提供與不同儀器廠商之間的密切聯系和集成，包括精密直流信號、高速模擬和數字信號和射頻信號的生成與分析。
更低的測試系統投資：減少最初資本投資和維護成本，同時增加多種測試要求中的設備使用率更長的測試系統壽命：基于廣泛采納的工業標準，允許技術升級來改進性能并滿足將來的測試需求NI公司作為自動化測試領域的領導者，致力于為產品工程師們提供設計新一代自動化測試系統所需的硬件和軟件。這本深入的開發者指南包含了設計新一代自動化測試系統結構所需要的信息。緒論部分描述了一個如圖2所示的測試系統結構，為工程師們提供了相關策略，以應對器件復雜性的增加、開發周期的縮短、預算的降低等一系列挑戰。
日益增加的測試成本和日益減少的測試預算
增加設備功能通常會導致測試流程更昂貴、費時。然而，構建每個功能的成本卻是降低的，這就迫使工程部門要減少成本和預算，如圖1所示。工程師們必須改進測試策略，通過增加測試系統的吞吐量、減少維護和升級成本和必需的資本投資來降低總成本。
圖
2. NI公司提供了一套完整的、用于設計
自動化測試系統的軟硬件解決方案
層次結構五：自動化測試系統管理軟件
自動化的測試系統需要實現多種任務和測量功能：這些任務和功能中，一些與待測設備（DUT）相關的，而另一些對于每個待測設備是通用的。為了把維護費用降至最小，并且保證測試系統的壽命，實現DUT級別的任務與系統級別的任務相分離的測試策略是十分重要的，這樣工程師們在整個開發周期中可以迅速地重用、維護并修改測試程序（或者模塊）來滿足特定的測試需求。
在所有的測試系統中，都存在著根據待測設備不同的不同操作，也存在著對于所有待測設備都通用的操作，例如系統級別的任務等。
對于每個設備不同的操作
? 儀器配置
? 測量
? 數據采集
? 結果分析
? 校準
? 測試模塊
對于每個設備通用的操作
? 操作界面
? 用戶管理
? DUT跟蹤
? 測試流程控制
? 存儲結果
? 測試報告
一些公司已經編寫了自己的測試執行器，并且分配了寶貴的工程資源來從頭開始開發測試管理軟件。這通常會導致生產率下降并且為了維護軟件而長時間占用資源。為了使生產效率達到最大化，工程團隊應該利用商業上可用的測試管理軟件，例如NI TestStand軟件等，來減少對于每個設備的通用操作的開發。通過利用這個軟件，工程師們可以專注于對各設備的專有操作的開發。需要更多信息，請查閱《Developing a Modular Software Architecture》白皮書。
結構層次四：應用開發軟件
在測試系統結構中，應用開發環境（ADE），例如NI公司的Labview和LabWindows/CVI等，扮演了關鍵角色。利用這些工具，測試系統開發者可以與各種各樣的儀器通信、集成測量、顯示信息、與其它應用連接等等……理想的用于開發測試和測量應用的ADE需要提供易用性、高效編譯性能、與多種I/O集成以及編程靈活性等一系列的應用要求。易用性不僅在于可以多么迅速地上手和使用。利用易于使用的ADE ，開發者可以容易地把處理例程和多種測量設備集成在一起，創建復雜的用戶接口，部署和維護應用程序，并且在產品設計改良和系統需要擴展時修改應用程序。
如需更多信息，請查閱《Choosing the Right Software Application Development Environment》白皮書。
結構層次三：測量和控制服務
測量和控制服務提供了對系統中各種硬件資源的連接、系統配置和診斷工具等，至關重要。例如，NI Measurement and Automation Explorer (MAX)可以對硬件資源進行自動檢測，包括數據采集、信號調節硬件；GPIB、USB和局域網控制型儀器；PXI系統、VXI設備；模塊化儀器……，因此開發者可以在一個地方對它們進行配置。集成診斷測試保證了設備功能正常，而測試面板為開發者在開始編程前檢查硬件的功能提供了快捷的方法。測量和控制服務還通過應用編程接口（API）提供了對應用開發軟件層的集成，這樣開發者可以容易的對他們的設備進行編程。
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