測試/測量(T&M)用戶在進行系統(tǒng)配置以最大程度地匹配其測試要求時，往往面臨較大的挑戰(zhàn)。而適合各種新興應用的種類繁多的測試裝置，以及用于測試裝置互連的眾多總線的出現(xiàn)，使得這些挑戰(zhàn)有望得到解決。

用于將所有測試部件整合成一個“混合”系統(tǒng)的軟件就是在這種情況下出現(xiàn)的。這種軟件通過向用戶提供對測試功能的簡單訪問，從而使用戶充當驅(qū)動器的角色。

測試系統(tǒng)前期成本的最大部分是T&M用戶用于系統(tǒng)控制所花的編程時間和精力。當為設計驗證系統(tǒng)產(chǎn)生測試代碼時，用戶必須將代碼重用性以及從其它測試程序利用這些代碼的編碼工作考慮在內(nèi)。最為重要的是，代碼程序應與具體的測試設備部件無關。

正確的軟件驅(qū)動程序和配置實用程序?qū)τ?strong>混合系統(tǒng)來說至關重要，它們可以通過用戶選擇的總線從PC計算中心來控制眾多的T&M設備。這樣，T&M用戶可以針對靈活性、易使用性和成本效益，對其測試解決方案進行最優(yōu)化配置。模塊化測試設置以及對測試功能的軟件控制為硬件測試裝置的專用部件提供了前所未有的靈活性。

以軟件為中心的趨勢

針對現(xiàn)在以及未來的需求，“軟件就是儀器”。NILabVIEW及其許多工具箱和模塊以及Agilent VEE Pro等基于PC的友好圖形用戶環(huán)境的推出，更是推動了這種趨勢的發(fā)展。

需要控制的另外一個因素是日益增加的T&M硬件成本，這是由于高性能測試設備的開發(fā)引起的，這種設備的成本是注重成本的設計項目所無法控制的。對于一個現(xiàn)代的測試設備，100,000美元的成本是司空見慣的。

 

 

T&M設備用戶將需要更多的能力，但這些用戶不希望成本太高。這就是為什么基于PC的低成本設備興起的原因，這種設備可以提供在用戶定義的軟件中實現(xiàn)高級功能的靈活性。

隨著標準和測試要求的不斷變化，當這種變化速度超過測試設備的功能跟上這些變化的速度時，T&M用戶發(fā)現(xiàn)他們需要能夠快速、準確地以低成本定制其測試功能的靈活性。

當任務(比如分析一些不斷變化的最新無線通信技術協(xié)議)可以在軟件中更加快速、準確且低成本地完成時，另外再購買價格昂貴的新測試設備是毫無意義的。事實上，對于中度復雜的終端產(chǎn)品而言，比如汽車信息系統(tǒng)以及3.5G和4G手機，甚至也需要進行大量的測試工作。

 

圖1：除非你有一個強大的軟件架構，否則你只需要通過不同的總線將各個硬件通信設備連接起來即可。該方案依賴于主要由軟件驅(qū)動的混合T&M設置。

 

混合連接性

通用串行總線(USB)、局域網(wǎng)(LAN，如以太網(wǎng))以及PCI Express等一些基于通信總線的新興儀器控制標準，在設備連接性方面給T&M用戶帶來了越來越多的選擇，而這些選擇方案也各有利弊。這無疑給用戶指出了最佳設置，而最佳設置理所當然取決于用戶應用。

除非你有一個強大的軟件架構，否則你只需要通過不同的總線將各個硬件通信設備連接起來即可。該方案依賴于主要由軟件驅(qū)動的混合T&M設置(圖1)。這種系統(tǒng)整合了來自開放式模塊化儀器平臺的各種元器件，包括面向儀器系統(tǒng)的PCI擴展(PCI eXtensions for Instrumentation，PXI)和面向儀器系統(tǒng)的VME擴展(VMEeXtensions for Instrumentation, VXI)總線，以及連接通用接口總線(GPIB)、USB和 LAN(如以太網(wǎng))等接口的獨立儀器。另外，還可以通過MXI(多系統(tǒng)擴展接口總線)接口總線進行連接。

在最大程度地提高現(xiàn)有設置的復用的同時，混合系統(tǒng)還可以增加用戶的儀器選擇。這種基于軟件的框架明確支持多總線和平臺技術。

測量和控制服務層是軟件框架的組成部分。該單元包括可以簡化硬件配置和硬件與測試代碼集成的靈活的設備驅(qū)動程序(圖2)。最佳的軟件工具不再需要考慮有關總線和設備的注意事項。

 

圖2：測量和控制服務層是軟件框架的組成部分。該單元包括可以簡化硬件配置和硬件與測試代碼集成的靈活的設備驅(qū)動程序。

 

例如，VISA使用相同的應用編程接口(API)，無需考慮開發(fā)套件是否與USB、以太網(wǎng)或者通用接口總線(GPIB)儀器連接，以及該儀器是數(shù)字萬用表(DMM)還是示波器。

被測硬件很大程度上確定了準確性和穩(wěn)定性等測試參考特征。通信總線確定吞吐和延遲性能。此外，系統(tǒng)內(nèi)核為PC或PXI系統(tǒng)。而軟件架構確定系統(tǒng)元器件的集成度。

任何測量的有效性及效率都會受到所選T&M總線的影響。此外，每種總線都有其自身優(yōu)缺點(見圖3和上表)。理解每種總線的屬性非常關鍵。

 

圖3：任何測量的有效性及效率都會受到所選T&M總線的影響，每種總線都有其自身優(yōu)缺點。

 

明智地選擇總線

通用接口總線(GPIB，也稱為IEEE 488標準)已經(jīng)制定很久了，該總線標準具有極寬的安裝儀器基礎。LAN以太網(wǎng)是分布式系統(tǒng)的理想選擇。另外，USB可以提供具有熱插拔特性和自動檢測功能的連接性。PCI和PCI Express等高速內(nèi)部總線可以實現(xiàn)最佳帶寬和延遲性能。

帶寬和延遲是測試/測量用戶遇到的兩個最重要的測量參數(shù)。帶寬是一個可觀測參數(shù)，它影響數(shù)據(jù)通過總線的發(fā)送速率。而延遲的可觀測性則較低，它對數(shù)字萬用表(DMM)測量、交換和儀器配置等應用有直接的影響。

延遲參數(shù)由單個命令從PC或PXI控制器等總線上的一個節(jié)點的發(fā)送速率、到達另一節(jié)點(如儀器)的速率，以及被該節(jié)點處理的速率確定。

隨著電子技術向許多新興市場的蔓延，軟件在T&M用戶的工具列表中的地位已經(jīng)越來越重要。這些應用的測試需要靈活而快速的，具有成本效益的測試方法，而這些方法僅通過構建于PC或PXI計算中心的基于軟件的儀器建立過程來實現(xiàn)。