設(shè)計面向軍用防御系統(tǒng)的高速數(shù)字測試

Author(s):
Rabah Derradji - EDA Industries SRL
F. Arcangeli - EDA Industries SRL
F. Magnino - EDA Industries SRL
L. Magni - EDA Industries SRL
Industry:
Aerospace/Avionics, Semiconductor, Electronics, Government/Defense
Products:
PXI-8176, High-Speed Digital I/O, LabVIEW
The Challenge:
　　開發(fā)一個具有開放架構(gòu)的高通道數(shù)數(shù)字測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以利用現(xiàn)有的為傳統(tǒng)數(shù)字儀器創(chuàng)建的數(shù)字測試模式。
The Solution:
　　利用NI PXI硬件、高速數(shù)字I/O硬件和LabVIEW軟件，創(chuàng)建一個具有LASAR導(dǎo)入功能的靈活數(shù)字測試系統(tǒng)。
　　"利用LabVIEW的虛擬儀器系統(tǒng)功能，我們能夠利用低成本的、開放的硬件，設(shè)計一個滿足現(xiàn)時需求并提供擴展未來軟硬件的靈活系統(tǒng)。"

　　軍方對具有保障和可靠操作的可維護測試系統(tǒng)的需求持續(xù)增長。預(yù)算縮減、系統(tǒng)制造商與用戶之間的距離增加和這些系統(tǒng)的長生命周期期望，都是驅(qū)動改進的必要性因素。制造商認識到這些挑戰(zhàn)，并提供了專門設(shè)計的能夠在現(xiàn)場進行調(diào)試和修復(fù)的系統(tǒng)。這些修復(fù)機器已經(jīng)成為許多防御系統(tǒng)的關(guān)鍵組件。

　　SELEX 系統(tǒng)集成公司（以前為阿勒尼亞馬可尼系統(tǒng)（AMS）公司）要求EDA 工業(yè)公司創(chuàng)建一個低成本的數(shù)字測試系統(tǒng)，以幫助現(xiàn)場修理和調(diào)試現(xiàn)有雷達系統(tǒng)。我們的系統(tǒng)設(shè)計旨在滿足用戶（這里是指雷達操作人員）以及制造商（SELEX 系統(tǒng)集成公司）的需求。

　　雷達操作人員需要自動修復(fù)、一個開放的可用于商業(yè)現(xiàn)場的硬件平臺、維修成本的減少、對第三方依賴程度的降低。制造商要求我們的系統(tǒng)具有低維護成本以及采用來自數(shù)字仿真器工具現(xiàn)有測試模式（如LASAR 磁帶文件）的能力。

NI LabVIEW 與PXI 硬件
　　我們選擇來自NI的PXI平臺作為我們數(shù)字測試解決方案的基礎(chǔ)，并利用NI LabVIEW 創(chuàng)建定制的應(yīng)用軟件以滿足SELEX 系統(tǒng)集成公司的所有需求。利用LabVIEW 的虛擬儀器系統(tǒng)功能，我們能夠利用低成本的、開放的硬件，設(shè)計一個滿足現(xiàn)時需求并提供擴展未來軟硬件的靈活系統(tǒng)。

　　我們在該解決方案中采用的PXI 硬件包括一個NI PXI-8176 嵌入式控制器、15 個NI PXI-655x 高速數(shù)字波形發(fā)生器/ 分析儀（300個通道的容量）和一個通過GPIB 控制的可編程的電源供應(yīng)單元。除了這些硬件外，我們創(chuàng)建了必要的機械工具，以及與這15 個高速數(shù)字模塊接口的受測單元（UUT）適配板卡。利用PXI 內(nèi)置的定時與同步的功能特性，我們方便地使用多個數(shù)字模塊以實現(xiàn)高通道數(shù)。

支持現(xiàn)有測試模式需求的軟件模塊
　　我們創(chuàng)建了三個功能強大的軟件模塊（虛擬儀器），以滿足我們對功能特性和與現(xiàn)有測試模式兼容的需求。第一個模塊是一個LASAR轉(zhuǎn)換程序模塊，它將來自LASAR仿真環(huán)境的輸出文件自動轉(zhuǎn)換為HWS標準——一種與NI工具兼容的格式。下一個模塊是通/斷功能測試模塊，它可以動態(tài)地或步進執(zhí)行UUT 的測試規(guī)程。最后，我們創(chuàng)建的反向探測模塊在故障發(fā)生時引導(dǎo)完成故障搜尋與修復(fù)過程的操作。

　　LASAR 轉(zhuǎn)換程序模塊自動將其他數(shù)字自動化測試設(shè)備所使用的現(xiàn)有測試信息（仿真器的輸出）轉(zhuǎn)換為適合我們的DTS-LASET 系統(tǒng)的格式。該模塊的主要目標在于使得制造商和用戶能夠復(fù)用其傳統(tǒng)測試設(shè)備的現(xiàn)有功能特性，特別是反向探測部分，以實現(xiàn)向新的數(shù)字測試系統(tǒng)轉(zhuǎn)換所需成本最小化。

該轉(zhuǎn)換規(guī)程包含下列關(guān)鍵條目：
● 從LASAR 環(huán)境中選擇源文件（*.tap 文件）
● 生成轉(zhuǎn)換程序配置文件
● 生成HWS 格式的測試模式（激勵模式與期望模式）
● 生成DUT 數(shù)據(jù)庫

通/ 斷功能測試模塊
　　通/ 斷功能測試組件利用NI PXI-655x 數(shù)字波形發(fā)生器/ 分析儀，控制核心數(shù)字測試規(guī)程、激勵模式的生成和響應(yīng)數(shù)據(jù)的采集。該模塊也負責(zé)比較所采集響應(yīng)數(shù)據(jù)和期望數(shù)據(jù)。激勵數(shù)據(jù)與期望的響應(yīng)模式從轉(zhuǎn)換程序模塊的輸出中導(dǎo)出。

通/ 斷序列跟隨這些基本步驟：
● 選擇受測單元（UUT）
● 測試UUT
● 執(zhí)行測試規(guī)程
● 顯示所采集的響應(yīng)模式并將其與期望響應(yīng)比較

反向探測模塊
　　當一個故障在通/ 斷模塊中注冊時，反向探測模塊引導(dǎo)用戶完成故障搜尋與修復(fù)過程。該模塊識別UUT 中的故障組件或連線。

　　利用來自板卡數(shù)據(jù)庫的信息和內(nèi)部節(jié)點（由轉(zhuǎn)換程序模塊提供）的模式數(shù)據(jù)，該模塊中實現(xiàn)的算法引導(dǎo)用戶完成故障搜尋規(guī)程。一個迭代算法詳細研究UUT 的電氣網(wǎng)絡(luò)，以識別產(chǎn)生故障的組件或連線。

反向探測步驟為：
● 選擇希望的測試選項
● 選擇待調(diào)試與修復(fù)的故障線路（如果多于一條）
● 顯示探測指令以引導(dǎo)用戶
● 測試當前的內(nèi)部節(jié)點

數(shù)字測試系統(tǒng)與LASAR 導(dǎo)入程序解決方案
　　我們利用NI 軟硬件，為SELEX 系統(tǒng)集成公司（一家重要的歐洲國防合同商）創(chuàng)建了一個高性能、低成本的數(shù)字測試解決方案。我們在該系統(tǒng)的創(chuàng)建中并沒有依賴訂制硬件或引入高成本的通用測試設(shè)備。NI提供了創(chuàng)建與傳統(tǒng)供應(yīng)商的自動化數(shù)字測試設(shè)備相媲美的數(shù)字測試系統(tǒng)所需的必要工具。我們的解決方案節(jié)約了30%的時間，并獲得了顯著的性價比優(yōu)勢。