基于ATML的分布式ATS架構(gòu)研究

劉兆慶,喬立巖

(哈爾濱工業(yè)大學(xué)自動化測試與控制研究所，哈爾濱 150001)

0 引言

以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的自動測試系統(tǒng)ATS(Automatic Test System)是實(shí)現(xiàn)電子設(shè)備故障診斷、健康管理和功能性測試的重要保障。自20世紀(jì)70年代以來，ATS已經(jīng)歷了專用ATS、機(jī)架堆疊式ATS、基于背板的模塊化ATS、開放系統(tǒng)架構(gòu)ATS等4個(gè)發(fā)展階段[1]，通用化一直貫穿于ATS發(fā)展過程。

測試系統(tǒng)通用化最初的目標(biāo)是儀器互連及操作接口的標(biāo)準(zhǔn)化，隨著測試總線技術(shù)和相應(yīng)軟件規(guī)范的推陳出新，該目標(biāo)得以充分地實(shí)現(xiàn)。但由于測試目標(biāo)類別及數(shù)量規(guī)模的迅速膨脹，被測設(shè)備研制、生產(chǎn)、部署和維護(hù)全壽命周期中的測試成本急劇升高；不同型號、類型產(chǎn)品間測試資源共享也愈發(fā)突出[2]，因此，ATS測試程序集可移植性和儀器互操作性、互換性成為ATS通用性新的研究熱點(diǎn)，它直接決定了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)周期、維護(hù)成本、技術(shù)壽命、測試診斷性能、對新技術(shù)和被測對象的適應(yīng)性[3]。

為推進(jìn)ATS的通用化，重點(diǎn)解決測試程序集(Test Program Set, TPS)的可移植性和儀器的互換性問題，業(yè)界先后推出了ATLAS(Abbreviated Test Language for Avionics System)、SCPI(Standard Commands for Programmable Instrum-ents)、VPP(VXI Plug&Play)、IVI(Interchan-geable Virtual Instrument)、ATML(Automatic Test Markup Language)等技術(shù)規(guī)范，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了通用ATS開放系統(tǒng)架構(gòu)。目前，主流的通用ATS主要采用集中式系統(tǒng)架構(gòu)，即以測試計(jì)算機(jī)為系統(tǒng)控制核心，借助虛擬儀器和測試總線技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)組件的控制[4]。在該架構(gòu)下，儀器僅作為測試操作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，ATS的信息處理和協(xié)調(diào)控制性能直接受制于測試計(jì)算機(jī)和測試總線性能，系統(tǒng)軟件規(guī)模臃腫，設(shè)計(jì)維護(hù)成本較高，系統(tǒng)的信息互通性和通用化程度不理想。

針對集中式ATS架構(gòu)的固有缺陷，本文采用LXI( LAN eXtensions for Instrumentation)為系統(tǒng)主干，設(shè)計(jì)了一種基于ATML標(biāo)準(zhǔn)集、以網(wǎng)絡(luò)為中心的分布式通用ATS架構(gòu)，并采用自研的硬件設(shè)備和軟件工具搭建驗(yàn)證演示系統(tǒng)，驗(yàn)證其可行性和合理性。

1 ATS通用化技術(shù)概述

1.1 ATS通用化基本原理

如圖1所示，ATS是自動測試設(shè)備、TPS、TPS開發(fā)工具集等軟硬件組件的有機(jī)結(jié)合體。構(gòu)建通用ATS的關(guān)鍵，是實(shí)現(xiàn)TPS可移植性和儀器互換性、互操作性?；窘鉀Q思想是對ATE(Automatic Test Equipment)的功能進(jìn)行規(guī)范化定義或封裝，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)ATE驅(qū)動程序和硬件資源的標(biāo)準(zhǔn)化對接[5]。即盡可能避免TPS直接操作ATE，通過標(biāo)準(zhǔn)化驅(qū)動程序或測試程序接口，實(shí)現(xiàn)TPS的硬件無關(guān)性和可重用性。基于該設(shè)計(jì)思路，業(yè)界從ATS的不同技術(shù)應(yīng)用角度，提供了多種技術(shù)規(guī)范和解決方案。

圖1 ATS邏輯結(jié)構(gòu)簡圖Fig.1 ATS logical structure diagram

1)儀器互換性技術(shù)，主要實(shí)現(xiàn)儀器控制接口的標(biāo)準(zhǔn)化，包括SCPI、VPP、IVI等，其分別定義了程控儀器命令、儀器驅(qū)動函數(shù)、儀器測試功能和軟件接口的標(biāo)準(zhǔn)；2)測試軟件標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)，以廣域測試標(biāo)準(zhǔn)(A Broad-Based Environment for Test，ABBET)為代表，定義了開放的系統(tǒng)軟件架構(gòu)和信息交互框架，通過標(biāo)準(zhǔn)化組件間的信息接口、服務(wù)機(jī)制、控制流程，推進(jìn)測試系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化[6]；3)面向信號的測試語言，包括ATLAS、STD(Signal and Test Definition)、ATML等，以面向信號的語義實(shí)現(xiàn)儀器功能和接口的標(biāo)準(zhǔn)定義；4)合成儀器技術(shù)，結(jié)合面向信號的測試語言，采用標(biāo)準(zhǔn)化的信號功能模塊構(gòu)建儀器，借助軟件算法和可重構(gòu)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)儀器對TPS的自適應(yīng)。

經(jīng)歷多年的技術(shù)發(fā)展和市場選擇，上述構(gòu)建通用化ATS所需關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)已日趨成熟。然而，由于其分別針對ATS通用化的某一方面或?qū)用?，且存在不同的?yīng)用局限性或技術(shù)缺陷，均無法獨(dú)立構(gòu)建通用ATS。實(shí)現(xiàn)ATS通用化的有效技術(shù)途徑是構(gòu)建開放系統(tǒng)架構(gòu)，利用商業(yè)標(biāo)準(zhǔn)定義系統(tǒng)行為和元素，通過標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)內(nèi)接口、服務(wù)、協(xié)議、數(shù)據(jù)格式，實(shí)現(xiàn)儀器的互換性、TPS的可移植性，以及ATS間的互操作性[7]。

20世紀(jì)90年代，美國國防部(US Department of Defense，DoD)聯(lián)合各軍/兵種和IEEE電子系統(tǒng)測試診斷標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)委員會(Standard Coordinating Committee 20, SCC20)、LXI聯(lián)盟、Boeing、Rohde&Schwarz等標(biāo)準(zhǔn)化組織或工業(yè)企業(yè)，共同開展名為NxTest的下一代ATS研究工作，并于1996年開始聯(lián)合制定DoD ATS框架[8]。如圖2所示，DoD ATS框架采用模塊化設(shè)計(jì)和開放系統(tǒng)架構(gòu)，借助ABBET、ATML、STD等商業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，從模型、組件、接口、規(guī)范等4個(gè)方面定義了20余個(gè)關(guān)鍵元素，全面覆蓋了TPS、ATE、UUT (Unit Under Test)等ATS組成部分。由于DoD ATS框架大量采用商用技術(shù)和產(chǎn)品，重點(diǎn)關(guān)注測試信息和系統(tǒng)接口的標(biāo)準(zhǔn)化，可根據(jù)技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)品換代，靈活地進(jìn)行調(diào)整、拓展和升級。同時(shí)，通過吸收面向信號的測試語言、合成儀器、并行測試、綜合診斷等先進(jìn)測試技術(shù)，進(jìn)一步提高了ATS測試能力，縮減了測試時(shí)間[9]。

圖2 DoD ATS框架組成示意圖Fig.2 DoD ATS framework

1.2 集中式ATS架構(gòu)局限性

目前，DoD ATS框架已被確立為美軍ATS的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，并初步形成了以軍/兵種為單位的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的DoD ATS家族[10]。DoD ATS框架成功的基礎(chǔ)是采用基于ATML的開放系統(tǒng)架構(gòu)，以分層、分類組織的商業(yè)標(biāo)準(zhǔn)集替代單一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以面向信號的信息標(biāo)準(zhǔn)化替代驅(qū)動接口標(biāo)準(zhǔn)化。從而較好地實(shí)現(xiàn)了TPS的可移植性，并降低了系統(tǒng)管理、維護(hù)和升級難度。以SCC20 ATML Demo Phase I系統(tǒng)為例，由于沿襲了傳統(tǒng)ATS的運(yùn)行機(jī)制和部分技術(shù)規(guī)范，具有較突出的技術(shù)局限性，如圖3所示。

1)系統(tǒng)性能受限。集中式系統(tǒng)架構(gòu)下，作為系統(tǒng)核心的測試計(jì)算機(jī)和測試總線常常成為性能瓶頸，即使儀器本身具有計(jì)算、存儲等能力，也難以融入系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度。而單純提高計(jì)算機(jī)和總線性能也難以取得系統(tǒng)性能等量的提升，同時(shí)帶來成本的倍增。

2)儀器智能性和信息互通性應(yīng)用受阻。由于儀器僅為測試執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其任務(wù)管理、信息處理、組件通信等必須借助測試計(jì)算機(jī)完成，在浪費(fèi)部分高端儀器計(jì)算和存儲資源的同時(shí)，阻礙了儀器間信息互通性的應(yīng)用，加大了系統(tǒng)通信主干的壓力。

3)軟件層次臃腫。DoD ATS框架仍通過VISA(Virtual Instrument Software Architecture)庫和IVI驅(qū)動程序?qū)崿F(xiàn)儀器控制，ATML僅作為調(diào)用儀器驅(qū)動程序的信息接口，而非獨(dú)立的互換性解決方案，系統(tǒng)的軟件規(guī)模和設(shè)計(jì)成本進(jìn)一步膨脹。

4)儀器互換性問題未有效解決。由于系統(tǒng)采用IVI驅(qū)動程序?qū)崿F(xiàn)儀器互換，而IVI規(guī)范以功能對儀器進(jìn)行分類，無法覆蓋所有儀器，并且對于專用儀器、復(fù)合功能儀器、合成儀器支持較差，系統(tǒng)的儀器互換性問題不能得到本質(zhì)解決。

圖3 SCC20 ATML Demo Phase I系統(tǒng)架構(gòu)Fig.3 SCC20 ATML Demo Phase I system architecture

2 基于ATML的分布式ATS架構(gòu)

2.1 基于ATML的分布式ATS架構(gòu)技術(shù)可行性

引發(fā)DoD ATS框架技術(shù)局限性的直接因素，是采用以測試計(jì)算機(jī)為中心的集中式系統(tǒng)架構(gòu)，并試圖借助IVI等技術(shù)，以標(biāo)準(zhǔn)化軟件接口的形式解決系統(tǒng)組件的互換性問題。LXI技術(shù)和ATML標(biāo)準(zhǔn)集的出現(xiàn)，為構(gòu)建通用ATS提供了一種分布式解決方案，即以LXI為系統(tǒng)主干，通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)系統(tǒng)內(nèi)具有獨(dú)立控制、通信和信息處理能力的智能儀器，并以符合ATML標(biāo)準(zhǔn)集的測試信息組織其管理任務(wù)、交互信息、協(xié)作測試。一方面，由于采用ATML作為系統(tǒng)各環(huán)節(jié)測試信息標(biāo)準(zhǔn)，通過充分利用其面向信號的特性，可有效增強(qiáng)儀器互換性。另一方面，由于系統(tǒng)和測試任務(wù)的控制主體轉(zhuǎn)變?yōu)楦髦悄軆x器，借助儀器的計(jì)算、存儲、觸發(fā)等資源，可有效緩解系統(tǒng)的性能壓力。相對于以DoD ATS框架為代表的集中式ATS架構(gòu)，其具有較強(qiáng)的可行性和技術(shù)優(yōu)勢。

1)通用化。面向信號的ATML標(biāo)準(zhǔn)集能夠最大程度地解決TPS可移植性問題，而采用ATML作為消息基LXI儀器的通信格式，借助嵌入式系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)ATML測試信息的解析執(zhí)行，可有效實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)組件的互換性和通用化。

2)數(shù)據(jù)帶寬和延遲。LXI(典型帶寬12.5MB/s)相對于PXI/PXIe(典型帶寬132MB/S或4000MB/s)并不具備優(yōu)勢，但通過利用儀器的計(jì)算和存儲資源對本地原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理或存儲，系統(tǒng)帶寬需求和壓力可顯著下降。此外，利用LXI同步與觸發(fā)機(jī)制，可降低網(wǎng)絡(luò)延遲的不確定性，有效保障測試操作的實(shí)時(shí)性。

3)系統(tǒng)的可拓展性和成本。LAN是工業(yè)界最穩(wěn)定、開放、廉價(jià)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[1]，XML是以太網(wǎng)應(yīng)用的信息交互標(biāo)準(zhǔn)，LXI和ATML分別繼承了其優(yōu)良的特性。采用LXI為主干集成系統(tǒng)，借助ATML標(biāo)準(zhǔn)化各環(huán)節(jié)信息，可構(gòu)建高聚合、低耦合、經(jīng)濟(jì)的通用ATS。

2.2 基于ATML的分布式ATS架構(gòu)設(shè)計(jì)

綜合考慮通用ATS應(yīng)用需求和LXI技術(shù)特點(diǎn)，本文設(shè)計(jì)了一種基于ATML的分布式通用ATS架構(gòu)。如圖4所示，其可劃分為系統(tǒng)層、網(wǎng)絡(luò)連通層和儀器層。系統(tǒng)層以測試計(jì)算機(jī)為載體，包含了管理、開發(fā)、執(zhí)行測試診斷任務(wù)所需的軟件工具和用戶接口；網(wǎng)絡(luò)連通層采用標(biāo)準(zhǔn)LXI接口集成各測試設(shè)備和提供信息交互媒介；儀器層主要采用支持LXI接口的智能儀器，提供測試診斷功能。系統(tǒng)層與儀器層內(nèi)部，以及系統(tǒng)層與儀器層之間的信息交互格式，均遵循ATML標(biāo)準(zhǔn)集。儀器間的協(xié)作與測試任務(wù)的推進(jìn)，采用LXI同步與觸發(fā)機(jī)制提供驅(qū)動信號。其基本運(yùn)行原理如下文所述。

圖4 基于ATML的分布式通用ATS系統(tǒng)架構(gòu)Fig.4 Distributed general ATS system architecture based on ATML

(1)儀器智能性與信息互通性應(yīng)用

該架構(gòu)選用配備可拓展軟件系統(tǒng)的儀器或總線橋，以LXI為主干組建混合測試系統(tǒng)。借助儀器的計(jì)算、存儲和網(wǎng)絡(luò)通信資源，實(shí)現(xiàn)ATML測試信息的分布式處理與交換。

① ATML信息解析應(yīng)用。經(jīng)拓展測試計(jì)算機(jī)、儀器或總線橋的軟件系統(tǒng)，可利用ATML解析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)內(nèi)ATML文件的生成、發(fā)布、解析、執(zhí)行，并借助LXI LAN消息或其他網(wǎng)絡(luò)通信機(jī)制，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)層與儀器層、儀器與儀器之間的ATML標(biāo)準(zhǔn)信息交互，從而推進(jìn)系統(tǒng)組件的通用與互換。

②處理器和存儲資源應(yīng)用。儀器或總線橋可對原始測試數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理或暫存，從而動態(tài)利用系統(tǒng)閑置帶寬，并緩解混合測試系統(tǒng)帶寬壓力。

③測試資源管理應(yīng)用。經(jīng)配備測試資源管理器軟件，儀器或總線橋可實(shí)現(xiàn)對多個(gè)測試子任務(wù)的管理和調(diào)配，從而實(shí)現(xiàn)分布式的并行測試，提高儀器利用率。

圖5 LXI同步與觸發(fā)機(jī)制應(yīng)用原理Fig.5 Application of LXI synchronization and trigger mechanism

(2)同步與觸發(fā)機(jī)制應(yīng)用

如圖5所示，各儀器以測試操作為單位逐步執(zhí)行測試任務(wù)，測試操作的執(zhí)行，可分為任務(wù)裝載和測試執(zhí)行兩個(gè)階段。在任務(wù)裝載階段，儀器對測試功能模塊和觸發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)編程；在測試執(zhí)行階段，外來的觸發(fā)信號將激活本地儀器執(zhí)行預(yù)編程的測試操作。以同步與觸發(fā)機(jī)制為驅(qū)動的測試操作執(zhí)行，在緩解網(wǎng)絡(luò)延時(shí)問題的同時(shí)，構(gòu)建了兩級流水機(jī)制，并利用LXI觸發(fā)的多播機(jī)制，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)狀態(tài)廣播(如圖5中的①和⑧)和并行測試(如圖5中的⑥)[11-12]。

3)ATML標(biāo)準(zhǔn)集應(yīng)用與管理如圖6所示，該架構(gòu)選用ATML測試描述、儀器描述、測試站描述、測試適配器描述、測試結(jié)果等作為系統(tǒng)測試信息標(biāo)準(zhǔn)。采用高聚合、低耦合的軟件設(shè)計(jì)思想，各組件或環(huán)節(jié)之間的信息交互、發(fā)布和調(diào)用均采用ATML，可有效保障系統(tǒng)組件互換性和信息互通性。

圖6 ATML標(biāo)準(zhǔn)集應(yīng)用原理Fig.6 ATML standard set application diagram

3 驗(yàn)證演示系統(tǒng)設(shè)計(jì)

根據(jù)第2節(jié)闡述的系統(tǒng)架構(gòu)和層次功能，本文采用模塊化的軟件設(shè)計(jì)思想，分別設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)層和儀器層軟件，并根據(jù)實(shí)用化測試需求，以自研軟件工具和硬件設(shè)備，搭建了驗(yàn)證演示系統(tǒng)和設(shè)計(jì)驗(yàn)證演示實(shí)驗(yàn)，檢驗(yàn)分布式ATS架構(gòu)的合理性與可行性。

3.1 系統(tǒng)層軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)層軟件架構(gòu)如圖7所示，為實(shí)現(xiàn)與ATML 貨架產(chǎn)品工具的兼容，根據(jù)功能需求封裝為多個(gè)分立的ATML工具，然后以集成開發(fā)環(huán)境的形式進(jìn)行整合。系統(tǒng)層軟件采用Java RCP技術(shù)開發(fā)，主要在測試計(jì)算機(jī)端提供測試開發(fā)平臺和用戶管理接口，可劃分為測試資源描述層、測試信號映射層、測試設(shè)備連通層。

1)測試資源描述層。采用dom4j解析器，根據(jù)用戶測試需求生成ATML測試描述；采用基于mDNS/DNS-SD的儀器發(fā)現(xiàn)工具和適配器發(fā)現(xiàn)工具，發(fā)現(xiàn)并解析設(shè)備域名，然后從設(shè)備內(nèi)置的服務(wù)器下載ATML儀器描述和適配器描述；采用測試站描述生成工具，根據(jù)已獲取的儀器描述和用戶配置信息，生成ATML測試站描述；采用MySQL數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)對ATML測試結(jié)果描述的分析綜合和測試報(bào)表的生成。

2)測試信號映射層。根據(jù)測試資源描述層的ATML文件，依次進(jìn)行信號路徑分析、觸發(fā)資源分析、測試資源分析、測試流程分析，在對比信號類型、參數(shù)、時(shí)序關(guān)系的基礎(chǔ)上，將測試需求信號映射至儀器功能信號，并根據(jù)損耗均衡策略進(jìn)行測試子任務(wù)分解，插入儀器間觸發(fā)信號，生成ATML測試子任務(wù)。

3)測試設(shè)備連通層。采用SOAP協(xié)議，發(fā)送ATML測試子任務(wù)給儀器，并接收返回的測試結(jié)果描述。

圖7 系統(tǒng)層軟件架構(gòu)Fig.7 Software architecture of system layer

3.2 儀器層軟件設(shè)計(jì)

儀器層軟件設(shè)計(jì)如圖8所示，采用面向?qū)ο蟮腃語言開發(fā)，主要在儀器端嵌入式系統(tǒng)內(nèi)，實(shí)現(xiàn)ATML測試子任務(wù)和測試結(jié)果的解析、管理、執(zhí)行，可劃分為ATML解析層、測試運(yùn)行層、信號驅(qū)動層。

圖8 儀器層軟件架構(gòu)Fig.8 Software architecture of instrument layer

1) ATML解析層。采用Axis2/C SOAP服務(wù)器接收ATML測試子任務(wù)和返回ATML測試結(jié)果描述；采用基于expat的ATML解析器，根據(jù)本地測試資源和測試數(shù)據(jù)，分別生成ATML儀器描述和測試結(jié)果描述，并將ATML測試子任務(wù)解析為測試序列，導(dǎo)入測試運(yùn)行層；利用操作系統(tǒng)接口，重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對ATML解析器的動態(tài)內(nèi)存管理和錯(cuò)誤管理。

2)測試運(yùn)行層。利用測試任務(wù)管理模塊，實(shí)現(xiàn)對本地多組測試序列的管理和調(diào)度，逐次傳遞給測試流程控制器；利用測試流程控制器，根據(jù)順序、循環(huán)、分支測試流程，以及測試信號間的時(shí)序關(guān)系，將測試序列中的測試操作，依次映射為面向信號的驅(qū)動調(diào)用；采用儀器通信模塊，利用LXI LAN消息多播機(jī)制，實(shí)現(xiàn)測試任務(wù)和儀器狀態(tài)的發(fā)布。

3)設(shè)備/信號驅(qū)動層。參照STD信號組件庫，在測試功能模塊驅(qū)動和同步觸發(fā)系統(tǒng)驅(qū)動的基礎(chǔ)上，封裝并提供面向信號的驅(qū)動庫。

3.3 驗(yàn)證演示系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本文采用自研的儀器、測試適配器、UUT和電纜搭建驗(yàn)證演示系統(tǒng)，進(jìn)行測試診斷實(shí)驗(yàn)。如圖9所示，該系統(tǒng)采用4臺自研的LXI多功能儀器，分別插接2個(gè)外購或自研的M/MA測試功能模塊，經(jīng)測試電纜和測試適配器，連接至UUT測試端口。各LXI多功能儀器均安裝至全寬ATS機(jī)架，經(jīng)網(wǎng)線連接至Symmetricom SyncSwitch TC100型透明時(shí)鐘，通過工控計(jì)算機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)控制和監(jiān)視，并采用Pickering 60-985型觸發(fā)電纜構(gòu)建儀器間LXI硬件觸發(fā)鏈路。

圖9 驗(yàn)證演示系統(tǒng)硬件組成Fig.9 Hardware composition of verification demonstration system

參照SCC20 ATML Demo Phase I項(xiàng)目的演示實(shí)驗(yàn)，本文采用IEEE 1671.1-2009 Annex B中提供的開放UUT故障模型電路和測試策略，設(shè)計(jì)UUT和驗(yàn)證演示實(shí)驗(yàn)，對本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)架構(gòu)和軟件工具進(jìn)行驗(yàn)證[13]。如圖10所示，本文設(shè)計(jì)的UUT以共射極基本放大電路為基礎(chǔ)，引出Vi、Vo、Vcc等測試點(diǎn)以提供電路靜態(tài)或動態(tài)參數(shù)測試接口，并通過跳線實(shí)現(xiàn)對UUT各元件短路或開路故障的注入。

圖10 驗(yàn)證演示系統(tǒng)UUT故障模型電路Fig.10 UUT fault model circuit

如圖11所示，以系統(tǒng)層軟件為控制平臺，經(jīng)手工導(dǎo)入或自動發(fā)現(xiàn)ATML測試描述、儀器描述、測試站描述、適配器描述等文件，系統(tǒng)層將執(zhí)行信號映射和任務(wù)分配，進(jìn)而面向各儀器生成和下發(fā)分立的測試子任務(wù)文件。各儀器以同步與觸發(fā)為驅(qū)動完成測試任務(wù)后，系統(tǒng)將生成ATML測試結(jié)果描述，并顯示UUT故障隔離和診斷結(jié)論。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該系統(tǒng)能夠按預(yù)定流程完成測試操作，各環(huán)節(jié)涉及的ATML文件，均通過了XMLSpy軟件的XML Schema校驗(yàn)，符合ATML標(biāo)準(zhǔn)集和LXI規(guī)范。

圖11 系統(tǒng)層軟件運(yùn)行界面Fig.11 System layer software

4 結(jié)論與展望

本文針對ATS的通用化需求，以及集中式ATS架構(gòu)普遍存在的性能和互換性問題，設(shè)計(jì)并初步驗(yàn)證了一種基于ATML的分布式通用ATS架構(gòu)。該架構(gòu)采用LXI為系統(tǒng)主干融合各測試總線，以網(wǎng)絡(luò)為中心,以ATML為信息交互標(biāo)準(zhǔn),

以LXI同步與觸發(fā)為驅(qū)動。通過充分利用網(wǎng)絡(luò)和XML的跨平臺特性，有效保障了系統(tǒng)的通用化，提高了儀器的互換性和互操作性。通過發(fā)掘儀器的智能性和信息互通性，緩解了ATS日益增長的數(shù)據(jù)帶寬壓力，較好地解決了網(wǎng)絡(luò)延時(shí)的不確定性問題，并提供了一種可行的分布式并行測試方案。經(jīng)驗(yàn)證演示實(shí)驗(yàn)，該架構(gòu)滿足ATS通用化需求和實(shí)用需要，具備較好的可行性和合理性。

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