前言

隨著技術(shù)的演進(jìn)及市場需求的改變，電子制造及測試的方式也隨之變化. 二十一世紀(jì)人們對產(chǎn)品技術(shù)的要求提升,以及產(chǎn)品生命周期的短縮和價格的壓力讓電子制造業(yè)者不得不思考是否有另一種測試平臺，可以比傳統(tǒng)PC，GPIB或VXI為基準(zhǔn)的測試平臺更具競爭力。

本文將簡單介紹電子制造測試平臺的需求,并從一,二個在電子制造業(yè)應(yīng)用的案例來探討新的PXI平臺如何滿足對價格敏感又有大量生產(chǎn)需求的應(yīng)用,讓讀者可以更了解PXI做為生產(chǎn)測試平臺的特性及優(yōu)點(diǎn)。

生產(chǎn)測試平臺的需求

當(dāng)有需要架設(shè)新的生產(chǎn)測試平臺時，應(yīng)從某些特定的要素來重新思考對生產(chǎn)測試平臺的需求,這些特定的要素包含以下幾點(diǎn)。

1.系統(tǒng)面積

大量電子制造商或代工廠最常煩惱的就是如何在有限的空間內(nèi)達(dá)成更高的產(chǎn)能,也就是說同樣的一片地,如何能生產(chǎn)出更多的產(chǎn)品?當(dāng)然大部份的工廠空間多數(shù)是被生產(chǎn)設(shè)備所占據(jù),但不可諱言,各式各樣的測試設(shè)備也會是空間上的一大考慮因素. 通常在考慮縮小生產(chǎn)空間,尤其是測試系統(tǒng)面積這個因素時,測試工程師多會采取模塊式或基于插卡的系統(tǒng),例如PC, VXI 或PXI平臺. 下表提供讀者一個VXI與PXI平臺功能密度的比較。

PXI系統(tǒng)組態(tài)提供較高功能密度比,因此可以提供較密實(shí)的測試系統(tǒng).但若使用者的系統(tǒng)需要許多外加的GPIB儀器設(shè)備,那PXI在空間與價格的優(yōu)勢則不易表現(xiàn)出來.但與傳統(tǒng)的PC/PCI-based的系統(tǒng)或VXI系統(tǒng)來比較,PXI平臺仍然提供測試工程師更有靈活性的選擇。

2.測試模塊

對于模塊類產(chǎn)品的生產(chǎn)測試,測試模塊會是另一個選擇平臺時會考量的因素.一般對測試模塊的要求有：

可靠的機(jī)構(gòu)界面及接頭

接收器與模塊間接頭的多樣化

模塊與測試系統(tǒng)平臺間的整體性

目前在市面上已有一些廠商提供有含模塊及接收器的PXI系統(tǒng),多為3U PXI 尺寸. 然而在整合接收器接口與PXI平臺時最大的挑戰(zhàn)是在于連結(jié)儀器與測試系統(tǒng)的I/O. 譬如對目前一些高密度測試應(yīng)用,SCSI型態(tài)的接頭是最常被使用的,要做出可以匹配的纜線組件并不困難,但若要在PXI系統(tǒng)上放上接收器的接口則會需要更可靠及更有彈性的架構(gòu),難度也就相對提高. 總的來說,I/O的考量不論是現(xiàn)在或未來對選擇特定的接收器或治具都將會是一個重要的指標(biāo)。

3.系統(tǒng)控制器

系統(tǒng)控制器有外接式及嵌入式的選擇.大部分的測試系統(tǒng)采用外接式的系統(tǒng)控制器,如桌上型計算機(jī).使用外接式系統(tǒng)控制器的好處如下：
1.不占VXI或PXI主機(jī)槽數(shù),可提供更多的周邊槽給儀器設(shè)備或切換器使用。

2.簡化與計算機(jī)外設(shè)設(shè)備的聯(lián)機(jī)管理

3.桌上型計算機(jī)在價格上較有競爭優(yōu)勢

4.系統(tǒng)功能容易升級

使用外接式控制器連接PXI機(jī)箱時,如何維持PCI總線的高速傳輸速度,同時必須具備軟件透明化的特性,就如同另一個PCI 總線上的橋接器? PCI總線的延伸套件在此時就扮演著非常重要的角色. 然而在空間有所限制時或在數(shù)據(jù)采集/流程控制的專門應(yīng)用上,使用嵌入式或單板計算機(jī)在模塊式的系統(tǒng)會是更好的選擇。

4.儀器與信號切換器

毫無疑問，傳統(tǒng)儀器所能提供的功能及供貨商的選擇最為廣泛,但受限于GPIB 總線的傳輸速度,因此對儀器的測試功能的要求通常比測試速度來得多. 一般而言,制造商會選擇VXI或PXI這類平臺作為功能測試系統(tǒng),多半是因?yàn)樗鼈兙哂心K化,高密度儀器整合及高速數(shù)據(jù)傳輸速度的特性. 而除了儀器的評估及考慮,信號切換器會是另一個系統(tǒng)設(shè)計者要考慮的要點(diǎn),尤其當(dāng)使用者的系統(tǒng)需要相當(dāng)可觀的信號切換器甚至或使用者需要另一個機(jī)箱來處理信號切換,如何選擇適合的平臺規(guī)格將會影響使用者的系統(tǒng)尺寸及價格.

PXI平臺在電子制造業(yè)的應(yīng)用

對許多測試部門來說如何架構(gòu)一個能符合現(xiàn)有功能需求又具有未來擴(kuò)充性的測試系統(tǒng)是多數(shù)測試工程師所關(guān)心及有興趣的. 一般而言,電子制造測試系統(tǒng)的架構(gòu)可用下圖來區(qū)分成幾部分. 第一部分為硬件架構(gòu),包含系統(tǒng)平臺(3U或6U ),系統(tǒng)控制器(外接式-桌上型計算機(jī),需搭配PCI/PXI 延伸套件以連接PXI系統(tǒng)機(jī)箱或嵌入式PXI控制器),測試儀器(獨(dú)立式儀器或PXI模塊式)及切換器. 第二部分為軟件驅(qū)動程序,硬件需提供可支持LabView/VB/VC/DAQBench/PnP等驅(qū)動程序. 第三部分則為連接待測物的測試治具。

以近幾年頗受爭議的藍(lán)牙模塊為例,從功能面而言,藍(lán)牙模塊對個人通訊或外圍設(shè)備的連結(jié)是相當(dāng)方便且有助益的,但因其測試成本居高不下,使得其價格始終無法降到消費(fèi)者認(rèn)為合理的范圍,所以無法大量推廣到許多消費(fèi)性商品. 但隨著更具性價比的測試方式及平臺的產(chǎn)生,藍(lán)牙模塊的生產(chǎn)測試成本的降低,藍(lán)牙模塊將會有新的發(fā)展機(jī)會. 一套以PXI平臺為基礎(chǔ)的藍(lán)牙模塊測試系統(tǒng),其架構(gòu)上通常包括一臺工業(yè)級計算機(jī)內(nèi)含GPIB適配卡用來控制外接的儀器設(shè)備,一片PCI接口延伸卡用以延伸PCI 總線的信號到PXI平臺,PXI機(jī)箱內(nèi)則含PCI接口延伸模塊,一至二片的RF 切換模塊用來做信號切換及A/D, D/A模塊用來做數(shù)據(jù)采集,并配合多個含模塊的隔離箱所組成. 而在整個測試系統(tǒng)中較昂貴的應(yīng)屬外接的RF測試儀器,但應(yīng)用這種架構(gòu)可增加外接儀器的使用率,而達(dá)到降低成本的目的。

結(jié)論

PXI平臺因其結(jié)合了開放而高效能的PCI總線，CompactPCI強(qiáng)健的結(jié)構(gòu)性能及高密度整合的優(yōu)勢,對大量生產(chǎn)的電子制造測試系統(tǒng)而言,PXI平臺無疑是一個新的選擇。