自動測試系統的發展歷史和現狀

   隨著測量儀器功能的不斷提高和完善，與其相關的自動測試系統(特別是軍用ATS測試系統)的組建與發展也經歷了從臺式儀器ATS系統到卡式儀器ATS系統，從卡式儀器ATS系統到卡式儀器與臺式儀器混合的ATS系統的發展過程。到目前為止，VXI結構的儀器(主要對于大通道數的數字信號測量)與GPIB標準的臺式儀器(主要對于性能要求嚴格的射頻/微波信號測量)相結合組建ATS測試系統已成為軍用ATS測試系統普遍遵從的主流原則和典范。這與以美國為代表的軍工用戶在90年代提倡的采用COTS(CommercialOff-the-Shelf)流行商用儀器來構建軍用ATS測試系統有很大關系，它可以極大地降低整個測試系統的組建、開發、維護、替換和升級的成本。

　　但是，由于軍工行業系統研制周期和認證周期相對較長，系統維護和需要支持的周期通常在10年至20年，而民用科技的發展日新月異，流行商用儀器的更新速度越來越快，一些COTS產品在軍工行業被大規模全面使用之前就已廢型和停產，對于已定型的測試系統的維護和支持成為軍工客戶面臨的最大問題，特別是那些基于特定硬件而開發的測試軟件(TPS)的維護、支持和更新更是面臨巨大的挑戰。這一點在中國的客戶群中也遇到了同樣的問題。如何實現硬件的可互換性和軟件的可互操作性成為保證整個系統生命力和生命周期的關鍵。與此同時，軍用ATS測試系統還要滿足其可靠性、機動性和靈活性的要求，并盡可能地降低開發、維護的成本，節省人力資源，改進硬件的現場替換效率和維修中心替換效率，改進武器系統快速應對地區乃至全球支持的戰略要求。

　　下一代的自動測試系統

　　下一代測試技術及測試系統的標準

　　以美國為首的用戶和儀器廠商近一年以來提出了一種新的測試儀器理念和技術以解決COTS儀器帶來的問題，并同時滿足未來測試系統的發展要求。該技術稱之為NxTest，它就是基于LAN的模塊化合成儀器(SyntheticInstrument)。安捷倫科技公司和VXITechnology公司于2004年9月為自動測試系統推出基于LAN的下一代模塊化平臺標準化-LXI。

　　LXI(儀器的LAN擴展)不僅提供了機架和堆疊式儀器的嵌入式測量技術和PC標準I/O連接能力，還實現了基于插卡式儀器的系統的模塊化特點并減小了體積。對于為航空/國防、汽車、工業、醫療和消費電子市場開發電子產品的研發和制造工程師來說，LXI緊湊靈活的封裝、高速輸入/輸出和可靠的測量功能有效地滿足了他們的需求。VXI總線為所有高密度高速度應用提供了理想的標準，LXI則同時融合了VXI和以太網的優勢，為用戶提供了一個良好的高性能儀器平臺，滿足VXI通常沒有滿足的應用需求。LXI基于LAN的結構為例，為在航空和國防行業中長壽命儀器的實現奠定了基礎。LXI沒有帶寬、軟件或計算機底板結構限制。它可以利用日益提高的以太網吞吐量，為面臨下一代自動測試系統挑戰的工程師提供理想的解決方案。

　　LXI標準將由LXI協會負責管理。LXI協會是一家由主要測試測量公司組成的非營利機構。該集團的目標是開發、支持和推廣LXI標準。安捷倫科技公司和VXITechnology公司利用其擁有悠久歷史的模塊化儀器設計，推出LXI平臺，這是測試系統使用的開放式標準儀器發展中必然的可行一步。由于幾乎每臺電腦中都內置了以太網(LAN)，以太網已經成為業界廣泛認同的通信接口。互聯網硬件價格正不斷下降，速度正不斷提高，局域網提供了其它點到點接口標準中沒有提供的對等通信。測試和測量工程師日益認識到使用高速局域網替代專有測試測量接口(如GPIB)的好處，業內需要更低成本、更高帶寬和更快的數據傳送速率，這給專有測試測量接口提出了挑戰。

　　LXI測試測量模塊是為用于設計檢驗或制造測試系統而優化的。連接局域網的能力使得各模塊可以裝在世界上任何地方，并從世界上任何地方訪問模塊。與采用昂貴電源、底板、控制器和MXI卡和電纜的模塊化組件不同，LXI模塊自帶處理器、局域網連接、電源和觸發輸入。LXI模塊可以采用全寬或半寬，高度為一個機架單位或兩個機架單位，實現了非常簡便的混配功能。信號輸入和輸出位于正面，局域網和輸入交流電源則位于每個LXI模塊的背面。LXI模塊由計算機控制，不要求傳統機架和堆疊式儀器配備的顯示器、按鈕和撥號裝置。LXI模塊采用標準網絡瀏覽器診斷問題，使用IVI-COM驅動程序進行通信，簡化了系統集成。

　　LXI儀器的特點

　　LXI儀器具備了以下五大特點：

　　(1)開放式工業標準

　　LAN和AC電源是業界最穩定和生命周期最長的開放式工業標準，也由于其開發成本低廉，使得各廠商很容易將現有的儀器產品移植到該LAN-Based儀器平臺

　　上來。

　　(2)向后兼容性

　　因為LAN-Based模塊只占1/2的標準機柜寬度，體積上比可擴展式(VXI/PXI)儀器更小。同時，升級現有的ATS不需重新配置，并允許擴展為大型卡式儀器(VXI/PXI)系統。

　　(3)成本低廉

　　在滿足軍用和民用客戶要求的同時，保有現存臺式儀器的核心技術，結合最新科技，保證新的LAN-based模塊的成本低于相應的臺式儀器和VXI/PXI儀器。

　　(4)互操作性

　　作為合成儀器(SyntheticInstruments)模塊，只需30～40種左右的通用模塊即可解決軍用客戶的主要測試需求。如此相對較少的模塊種類，可以高效且靈活地組合成面向目標服務的各種測試單元，從而徹底降低ATS系統的體積，提高系統的機動性和靈活性。

　　(5)新技術及時方便的引入

　　由于這些模塊具備完備的I/O定義文檔(由軍標定義)，所以，模塊和系統的升級僅需核實新技術是否涵蓋其替代產品的全部功能。如此看來，合成儀器(SyntheticSystems)將實現下述五大目標:①非常長的產品和系統支持周期，應用軟件將不再依賴于特定的硬件。②很小的系統體積，儀器不包含多余的顯示、輸入和其它美學設計部分。③應用清晰明確，儀器界面一致，升級快捷方便。④系統生命周期與產品生命周期保持一致。⑤供應商獨立，測量硬件與測量技術沒有直接聯系。

　　展望未來

　　綜上所述，21世紀的電子測量儀器隨著芯片技術和DSP技術的發展將達到前所未有的高性能，隨著計算機技術與儀器的進一步融合，儀器的易操作性，易升級性，測量能力，數據處理和分析能力，都得到了大幅度提高。與此同時，軟件無線電正越來越多地被應用到各個領域，仿真技術將為用戶的設計和驗證提供了更加強大和方便的工具。自動測試系統經歷了從GPIB系統到VXI系統，從VXI系統到VXI與GPIB混合系統的發展歷程，越來越多的軍工用戶希望擁有一種長壽命且高性能的系統標準體系來承擔日益復雜的測試壓力和維護成本的壓力，面對未來的挑戰，LXI儀器將在繼承現有測試技術的基礎之上，為下一代測試技術和測試儀器，特別是ATS測試系統的革新帶來新的希望。

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