測試自動化的未來

    自動測試系統(tǒng)，無論是在航空航天和國防電子領(lǐng)域，還是在消費(fèi)類電子產(chǎn)品的生產(chǎn)線測試和質(zhì)量驗(yàn)證，都有著非常廣泛的應(yīng)用。由于自動測試技術(shù)的引入，不僅能提高測試效率，保證測試的準(zhǔn)確性和可信度，減少由于人為原因造成的測量錯誤和誤差，降低生產(chǎn)和測試成本，而且還可以對測試數(shù)據(jù)和結(jié)果進(jìn)行信息化管理。無論是在整機(jī)，元器件或模塊的指標(biāo)和功能測試，老化及可靠性等測試中，自動測試技術(shù)都有著廣泛的應(yīng)用。
 
    自動測試系統(tǒng)的建立，往往包括由于測試的一臺或多臺的儀器，主控計算機(jī)和測試軟件，測試夾具以及系統(tǒng)總線。系統(tǒng)總線就像是中樞神經(jīng)系統(tǒng)，負(fù)責(zé)控制指令和測試數(shù)據(jù)的傳送。從歷史上看，在自動測試領(lǐng)域，總線技術(shù)大概經(jīng)歷了從GPIB, VIX, PXI 幾個階段。

    國際LXI 聯(lián)盟 （LXI Consortium）曾經(jīng)在眾多系統(tǒng)集成商和工程師中作過調(diào)查，得到幾乎一致的需求結(jié)論：

    首先要降低系統(tǒng)集成的成本和復(fù)雜性，采用容易使用的人機(jī)界面。其次在保證系統(tǒng)緊湊的同時要保證儀器的性能和兼容性，減少復(fù)雜的聯(lián)線。希望有多種高速的觸發(fā)方式，高速的I/O，減少機(jī)箱和機(jī)架的空間的浪費(fèi)，還要非常容易的發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的故障。在編程的時候希望使用自己最熟悉的軟件。利用通用的PC 接口和總線，而不是昂貴的測試測量專用接口總線。

    LXI (LAN eXtension for Instrument) 是成熟的以太網(wǎng)技術(shù)在測試自動化領(lǐng)域應(yīng)用的拓展。其具體的設(shè)想是將非常成熟的以太網(wǎng)技術(shù)利用到自動測試系統(tǒng)中，以替代傳統(tǒng)的測試總線技術(shù)，如VXI, PXI, GPIB等。目前已經(jīng)得到絕大多數(shù)儀器行業(yè)的領(lǐng)先的廠家的支持。主要原因是：

    以太網(wǎng)、標(biāo)準(zhǔn)PC和軟件在測試行業(yè)中的廣泛使用，技術(shù)已經(jīng)是非常成熟，而且得到眾多計算機(jī)廠家不斷的研發(fā)的投入和升級支持。

    IEEE1588 網(wǎng)絡(luò)同步標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施， 可以在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中得到納秒級的時鐘同步誤差。

    標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)接口已經(jīng)極為普遍。

    基于LXI 技術(shù)的儀器從幾年前已經(jīng)開始在市場上銷售，LAN的最主要的作用是替代GPI。作為LXI標(biāo)準(zhǔn)的制定，要保證系統(tǒng)中所有LXI的單元能夠在同一個網(wǎng)絡(luò)中和平共處。 LXI標(biāo)準(zhǔn)要求LXI單元支持IEEE802.3 和TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)，提供一個一致的應(yīng)用方式以便于用戶使用。這樣，LXI就提供了一個新的自動測試系統(tǒng)的架構(gòu)，從而克服傳統(tǒng)的架構(gòu)的復(fù)雜低效的控制方式。而基于LXI的儀器能夠有更快的速度和更為簡單的編程方式。
安捷倫的第一臺基于LXI的儀器出現(xiàn)在2003年，是20MHz 的函數(shù)發(fā)生器33220A，也是世界上第一臺同時具備GPIB，USB 和 LAN 接口的儀器。我們稱之為系統(tǒng)就緒（System Ready）的儀器。作為系統(tǒng)就緒的儀器，首先需要具備儀器的所用性能，更小的體積，更快的速度，備有通用的計算機(jī)接口，GPIB接口，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器支持，IE游覽器的操作等等。在近幾年，安捷倫又陸續(xù)推出了眾多的系統(tǒng)就緒的儀器，如N6700/N5700 系列電源，34980A 開關(guān)和測量單元。34980A 開關(guān)和測量單元是一套模塊化的系統(tǒng)，達(dá)到了560個通道的最大測試能力，測量分辨率達(dá)到了61/2，而且可以配備不同的通用開關(guān)，射頻和微波開關(guān)，數(shù)字通道，奪路模擬輸出等等，在應(yīng)用上可以替代很多的LXI/PIX的應(yīng)用，而價格只有LXI/PXI的50-60%。如果將儀器的前面板和按鍵拿去，再進(jìn)行簡單的優(yōu)化，將外部尺寸設(shè)計成標(biāo)準(zhǔn)的全機(jī)架寬度或半機(jī)架寬度，高度為標(biāo)準(zhǔn)的1U或整倍數(shù)，這樣就構(gòu)成了標(biāo)準(zhǔn)的LXI模塊化儀器。

與傳統(tǒng)的卡式儀器相比，LXI 模塊化儀器具備了許多優(yōu)勢：

 可以保證儀器的全部性能。
 集成更為方便，不需要專用的機(jī)箱和0槽計算機(jī)。
 可以利用網(wǎng)絡(luò)界面精心操作，無需編程和其他虛擬面板。
 連結(jié)和使用更為方便，可以利用通用的軟件進(jìn)行系統(tǒng)編程。
 非常容易實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)計量和故障診斷。
 靈活性強(qiáng)，可以作為系統(tǒng)儀器，也可以單獨(dú)使用。

國際LXI協(xié)會初步將基于LXI的儀器分為以下三個等級：

 等級C：具有通過LAN的編程控制能力，可以與其他廠家的儀器很好的協(xié)同工作。
 等級B：擁有等級C的一切能力，并且加上了IEEE1588 網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐同步標(biāo)準(zhǔn)。
 等級A：擁有登記B的一切能力，同時具備硬件觸發(fā)能力。

    總之，作為測試系統(tǒng)發(fā)展的未來，以太網(wǎng)將扮演重要的角色。在工業(yè)界，在未來幾年中我們將看到更多的“混合系統(tǒng)”， 既包括基于GPIB儀器和機(jī)架的堆棧式系統(tǒng)，也有VXI, LXI, PXI的系統(tǒng)，或是他們的組合。LXI 技術(shù)以更低的成本提供更好的性能，兼容性和易用性。