PXI TAC 2010:展望未來自動化測試關鍵技術

作為測試、測量和自動化應用的標準平臺，PXI正在以年復合增長率17.6%的速度在多個行業(yè)得到應用。而深受行業(yè)廠商及工程師歡迎的年度技術盛會 PXI技術和應用論壇(PXI Technology and Application Conference，簡稱PXI TAC)于2010年5月28日在深圳隆重召開。此次會議由NI主辦，8家國內外知名PXI供應商共同參與，包括Aroflex、凌華等5家PXISA聯(lián)盟成員，2家系統(tǒng)聯(lián)盟商和1家國內自主研發(fā)單位。各廠商在會場設置展臺，向前來的400多位工程師展示了最新PXI產品、技術及應用方案。作為PXI技術的發(fā)起者以及PXI系統(tǒng)聯(lián)盟發(fā)起成員之一，NI公司在主題演講中為大家介紹了未來自動化測試的一些關鍵技術和方法，深受現(xiàn)場工程師的歡迎。

飛速發(fā)展的PXI平臺

在主題演講上，NI研發(fā)部副總裁Robert Canik向大家報告了PXI平臺的發(fā)展歷程及最新技術進展。

作為PXI最初協(xié)議的撰寫隊伍領導者，Robert Canik對PXI 12年來的發(fā)展歷歷在目。正是由于PXI的開放式架構，基于PC技術，以及超強的兼容性，使得PXI繼往開來，不斷融入新技術，成為目前自動化測試與控制的主流平臺。Robert Canik透露，到目前為止，已發(fā)布的PXI系統(tǒng)超過100000套，模塊數量達到600000多個。

同時，PXI平臺還在不斷融入新的技術：PXI Express、FPGA、PXImc……

PXI在中國的發(fā)展也有目共睹。作為PXI TAC大會的發(fā)起人，NI中國市場經理朱君女士深有感觸，她回顧了PXI TAC在中國7年來的發(fā)展歷程。如果2004年首屆PXI TAC在北京召開，是讓行業(yè)與PXI技術接軌，那么今天，PXI的應用已經在中國遍地開花，國內已培育出多家具有自主研發(fā)PXI產品能力的廠商。

未來自動化測試的技術趨勢

隨著行業(yè)及技術的飛速發(fā)展，擺在測試工程師和管理人員面前的一個重大挑戰(zhàn)是如何跟上行業(yè)的發(fā)展趨勢。要掌握測試行業(yè)的所有關鍵技術和最新技術，是一件非常困難的事情。而NI公司憑借自己在自動化測試領域的獨特優(yōu)勢，以及多年來與多個領域公司的業(yè)務合作，推出了《自動化測試技術展望2010》報告，討論了采用標準化架構、多通道RF測試、Peer-to-Peer高速傳輸與計算、實時測試、可重復配置的儀器這五大影響未來測試測量行業(yè)發(fā)展的關鍵技術和方法，以幫助工程師和管理人員更好地做出決策(見圖1)。

圖1 未來自動化測試領域的發(fā)展趨勢

NI工程師徐征在主題演講中，對這些技術趨勢作了詳細闡述。

1 采用標準化架構

實踐證明，采用標準化架構，開發(fā)一套通用的測試平臺可以有效降低測試成本，同時具有可復用、減少額外開支等優(yōu)勢。關鍵是如何選擇合適的標準化架構，如何以合適的程度實現(xiàn)標準化——如果完全標準化，則系統(tǒng)將失去靈活性;如果完全自定義，則測試組件很難再重復投入。

而以軟件為中心的模塊化架構則為工程師提供了一個合適的標準化架構，它具有更高的靈活性、更短的開發(fā)時間、更小的物理體積、更低的總成本、易于升級維護、更長的系統(tǒng)壽命等優(yōu)點。要構建一個標準化架構，包括標準化硬件和標準化軟件兩方面，以軟件為核心的模塊化系統(tǒng)主要包括五層架構(見圖2)。

圖2 以軟件為核心的模塊化系統(tǒng)五層架構

其中，PXI平臺無疑是合適的標準化核心硬件平臺，它緊跟PCI/PCI Express總線的發(fā)展，作為混合總線系統(tǒng)的核心，PXI/PXI Express具有目前最快的速度和最低的延時，可以兼容不同接口的儀器。PXI平臺可集成多種模塊化儀器的測量功能，支持多種第三方模塊和設備。而且，隨著PXI聯(lián)盟成員的不斷增多，目前，來自全世界70多家廠商可提供超過1500種I/O或其他PXI模塊，豐富的產品可以幫助工程師選擇合適的模塊搭建自己的標準化測試架構。

而在構建標準化軟件架構方面，NI TestStand測試管理軟件可以直接用于構建標準化通用架構，而LabVIEW是一款非常適合測試測量應用的測試開發(fā)軟件。

事實證明，采用標準化架構已經為企業(yè)帶來看得見的實惠，像安森美、霍尼韋爾、HELLA等公司已采用基于模塊化的標準化架構建立測試系統(tǒng)，投入使用。

2 多通道RF測試

如今的電子產品常常在一個設備中集成多種無線協(xié)議功能，另外，像基于MIMO技術的WLAN 802.11n、WiMAX、LTE測試等無線應用都需要多通道RF技術。多通道RF測試在未來將是無線通信領域工程師面臨的一個挑戰(zhàn)。軟件定義的模塊化 RF應用平臺可以滿足這種多通道RF測試的發(fā)展要求，“軟件定義”的靈活性可以滿足多種無線標準的RF測試，跟上未來新型無線通信標準的要求。

圖3 Peer-to-Peer通信擴展了系統(tǒng)的帶寬

3 Peer-to-Peer高速傳輸與計算

隨著測試需求的日益復雜和數據量的指數態(tài)增長，自動化測試系統(tǒng)需要的不僅僅是“更快”，還需要變得更加“聰明”。Peer-to-peer計算是基于分布式架構，將任務和資源分配到多個節(jié)點進行處理的一種技術。這與由一個中央樞紐負責全部數據傳輸和處理等任務的傳統(tǒng)設備形成了鮮明的對比。在自動化測試系統(tǒng)中，peer-to- peer計算可以將多個儀器采集到的數據直接流盤到系統(tǒng)中可用的現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)中行實時板載信號處理，系統(tǒng)中的其他部分則可以對這些數據進行離線分析處理或更高級的運算。使用基于PXI Express的peer-to-peer數據傳輸技術，可以將采集到的射頻信號直接傳輸到PXI Express FPGA模塊中進行處理，大大提高了處理速度。

4 實時測試

當測試系統(tǒng)的一部分運行在實時系統(tǒng)上時，就是我們所說的實時測試。實時測試提高了測試的穩(wěn)定性和可靠性。在設計與測試領域的一個發(fā)展趨勢是重復使用設計與測試工具、模型，以及開發(fā)過程中先前的仿真數據。而且，當設計與測試工程師在開發(fā)過程中主動地重復利用模型時，工程師們仍然可以通過增加測試流程中的重用性來達到顯著的效率提升。實時測試軟件就提供了這種重復使用測試任務的能力，包括激勵模型，測試順序，分析程序以及需求跟蹤，貫穿整個產品設計流程。

5 可重復配置的儀器

FPGA引入到PXI平臺，給PXI系統(tǒng)帶來了硬件級的自定義特性，進一步提高了性能和靈活性。未來，基于 FPGA的可重復配置的儀器系統(tǒng)將在越來越多的領域得到應用。目前，NI已提供一系列基于FPGA的可重復配置I/O，并且推出了LabVIEW FPGA版本，幫助工程師簡化FPGA的開發(fā)設計。

PXI在多領域的應用

主題演講結束后，惠州金山電子有限公司的工程部經理陽靖介紹了他們自主研發(fā)的基于PXI的音頻測試系統(tǒng)。惠州金山電子有限公司以生產高保真的家用、車載及專業(yè)音響產品著稱。他們基于模塊化架構搭建的音頻測試系統(tǒng)采用了NI的PXI-4071、PXI 4461模塊，使用LabVIEW分析測量結果。相比以前測試需要分析儀、電平儀、示波器等儀器，現(xiàn)在通過一臺PXI即可實現(xiàn)。新系統(tǒng)大大提高了測試速度、準確性，而自定義用戶界面降低了對操作員專業(yè)知識的要求。

如今，PXI已經廣范應用在多個工業(yè)領域?，F(xiàn)場展示及下午的分會場技術講座為大家介紹了這方面的案例。例如，“基于可互換儀器架構的PXI 總線高精度測試系統(tǒng)解決方案”(航天測控公司)、“從模擬視頻到3D數字視頻——全方位的視頻測試解決方案”(NI公司)、“利用PXI對電動汽車的電池管理系統(tǒng)進行測試”(Pickering公司)等。

后記

筆者曾多次參加PXI技術研討會，但去深圳參加PXI TAC還是第一次。因為，印象中，深圳更多的是生產基地，尤其是消費電子。同去的一位同行也頗認同，他們前不久在深圳參加的某電子展上的某個電子測試峰會，聽眾甚是寥寥，因此，會議開始前，筆者曾一度擔心是否有足夠多的聽眾。等看到將近400個座位的主會場仍然有人站著聽會時，筆者真切感受到了工程師對 PXI的熱情。也許，PXI TAC這種可全方位提供PXI產品、技術、解決方案，并且可以面對面交流的方式是工程師真正想要的吧。讓我們期待明年的PXI TAC!