用TestStand構(gòu)建通訊產(chǎn)品并行測(cè)試平臺(tái)

應(yīng)用方案：利用NI TestStand 模塊化、易用性的特點(diǎn)，再借助PXI總線的的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來構(gòu)筑通訊產(chǎn)品單板并行測(cè)試平臺(tái)使用的產(chǎn)品：Measurement Studio、Teststand2.01
介紹提高測(cè)試效率進(jìn)而提高測(cè)試設(shè)備的使用性是當(dāng)前測(cè)試儀器發(fā)展和設(shè)計(jì)的研究前沿。本文分析了利用測(cè)試管理環(huán)境TestStand 2.0功能強(qiáng)大的內(nèi)嵌式同步工具用來規(guī)劃和管理并行測(cè)試系統(tǒng)，從而達(dá)到測(cè)試量和設(shè)備利用率之間的最佳平衡的實(shí)現(xiàn)方法，同時(shí)利用TestStand API定制并行測(cè)試用戶界面，建立了一個(gè)并行測(cè)試平臺(tái)，將其運(yùn)用于通訊產(chǎn)品測(cè)試領(lǐng)域。

TestStand 
National Instruments公司的TestStand是一種可立即執(zhí)行的測(cè)試管理環(huán)境，用于組織、控制和執(zhí)行自動(dòng)化模型建立、認(rèn)證和工廠測(cè)試。TestStand的功能完全由客戶定義。為滿足特定需求，用戶可自行對(duì)其進(jìn)行功能修改和改進(jìn)，例如定義操作界面，報(bào)告生成格式，或根據(jù)需要定義執(zhí)行順序等。它建立在高速、多線程執(zhí)行引擎基礎(chǔ)上，TestStand的性能可滿足最嚴(yán)格的測(cè)試吞吐量要求。TestStand 的并行測(cè)試能力可讓用戶運(yùn)行批測(cè)試(即測(cè)量一種PCB)或異步測(cè)試(即同時(shí)對(duì)一種被測(cè)器件測(cè)量不同的功能)。線程優(yōu)先功能使處理能力得到優(yōu)化， 
并且同時(shí)執(zhí)行多種過程。其內(nèi)建項(xiàng)目管理工具可使編程人員增加生產(chǎn)率。
通訊產(chǎn)品具有單板數(shù)量多，功能測(cè)試點(diǎn)也相對(duì)較多的特點(diǎn)。利用TestStand 多線程的特性構(gòu)筑并行測(cè)試平臺(tái)，將明顯提高測(cè)試效率。TestStand的同步機(jī)制TestStand的本身的同步機(jī)制以及TestStand 所有變量和屬性是線程安全的這一特性使得利用它來實(shí)現(xiàn)多線程并行測(cè)試提供了可能性。 TestStand的同步對(duì)象有： Lock： 保證資源的獨(dú)占； Semaphore：保證資源被有限制（有限個(gè)線程）享用； Rendezvous： 用來保證多個(gè)線程互相等待以到達(dá)同一個(gè)地點(diǎn)； Queue：用來將數(shù)據(jù)從一個(gè)線程傳遞到下一個(gè)要處理該數(shù)據(jù)的線程； Notification：用來通知一個(gè)或多個(gè)線程某個(gè)特定的事件發(fā)生或條件滿足； Wait：等待線程或執(zhí)行完成，等待時(shí)間消逝； Batch：批次； Thread Priolity：利用它，開發(fā)人員能將正在執(zhí)行的線程的優(yōu)先級(jí)設(shè)置到共7個(gè)不同的級(jí)別。ComapactPCI CompactPCI是一種基于PCI總線的小巧而堅(jiān)固的高性能總線技術(shù)。1994年P(guān)ICMG（PCI工業(yè)計(jì)算機(jī)制造商組織）提出了CompactPCI技術(shù)，該技術(shù)是嵌入式應(yīng)用場(chǎng)合的理想選擇。CompactPCI的三大核心技術(shù)：PCI局部總線，歐式插卡機(jī)械結(jié)構(gòu)和氣密式針孔接頭。因?yàn)镃ompactPCI具有極高的帶寬，其總線特別適用于高速數(shù)據(jù)通訊的應(yīng)用。相對(duì)于其它通用測(cè)試驗(yàn)平臺(tái)而言，CompactPCI平臺(tái)可靠性更高、而且具有熱插拔、熱切換、多處理器能力。因此，為了滿足并行測(cè)試資源的需求，我們?cè)谙到y(tǒng)構(gòu)建中采用了CompactPCI平臺(tái)。CPCI平臺(tái)及其擴(kuò)展功能卡給被測(cè)系統(tǒng)提供測(cè)試環(huán)境。目前，我們的擴(kuò)展功能模塊包括：數(shù)字IO模塊、時(shí)鐘模塊、通訊模塊、音頻模塊、總線接口模塊、GPIB接口模塊、開關(guān)模塊等。這些功能模塊卡提供了被測(cè)系統(tǒng)在電平，時(shí)鐘，通訊，接口等各方面需要的資源，為TestStand測(cè)試并行管理環(huán)境的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
充分利用TestStand測(cè)試管理環(huán)境的靈活性，我們并行測(cè)試平臺(tái)的總體結(jié)構(gòu)如下：

測(cè)試界面TestStand 自帶了四個(gè)peratorInterface。考慮到通訊產(chǎn)品并行測(cè)試的特殊性以及TestStand 的開放性，我們自己在VC++6.0環(huán)境下定制了一個(gè)支持多塊單板并行測(cè)試的測(cè)試界面。調(diào)用TestStand 引擎，打開TestStand生成的測(cè)試序列文件。序列文件執(zhí)行時(shí)，通過調(diào)用相應(yīng)的TestStand API實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)試序列的控制如開始，中斷，停止等操作。用戶可以通過用戶界面，實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)

試序列中某測(cè)試項(xiàng)目是否測(cè)試進(jìn)行定制。用戶還可以設(shè)置并行測(cè)試的單板數(shù)量。測(cè)試過程中，測(cè)試界面將單板測(cè)試的各測(cè)試項(xiàng)目的測(cè)試情況實(shí)時(shí)報(bào)告。測(cè)試完成以后，軟件將各單板的測(cè)試報(bào)告以網(wǎng)頁(yè)的形式顯示給用戶。當(dāng)被測(cè)單板測(cè)試失敗時(shí)，將進(jìn)行準(zhǔn)確的故障定位，以方便對(duì)被測(cè)單板的維修和處理?？紤]到操作方便等原因，我們通過調(diào)用TestStand API ，將TestStand 的用戶管理模塊以及報(bào)告文件格式、路徑設(shè)置等功能也集成到了測(cè)試界面中。測(cè)試序列文件測(cè)試序列文件是整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中處于核心地位。它于TestStand 的SEQEditor環(huán)境下開發(fā)。是實(shí)現(xiàn)并行測(cè)試策略的關(guān)鍵所在，也是聯(lián)系測(cè)試界面和測(cè)試動(dòng)態(tài)連接庫(kù)的橋梁。相對(duì)于同一種單板，對(duì)應(yīng)于一個(gè)測(cè)試序列。我們?cè)趩伟宓臏y(cè)試序列中，用Thread Priolity對(duì)象來保證單板測(cè)試序列的運(yùn)行優(yōu)先級(jí)別。在多塊單板共享一種硬件資源的時(shí)候，我們采用了LOCK對(duì)象來保證同一時(shí)刻對(duì)資源的獨(dú)占性。這樣，當(dāng)有訪問資源沖突發(fā)生時(shí)，測(cè)試策略保證并行運(yùn)行的測(cè)試序列分時(shí)占用硬件資源。我們用Semaphore對(duì)象來同步并行運(yùn)行的多個(gè)測(cè)試線程。在各個(gè)線程之間，我們還利用了換各執(zhí)行線程之間的信息。這樣，即使有多個(gè)線程實(shí)例在運(yùn)行，仍然可以彼此交換測(cè)試信息。測(cè)試動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)所有單板測(cè)試項(xiàng)目最終測(cè)試的實(shí)現(xiàn)是由測(cè)試序列調(diào)用的動(dòng)態(tài)連接庫(kù)的導(dǎo)出函數(shù)來實(shí)現(xiàn)的。事實(shí)上，TestStand與所有主流測(cè)試編程環(huán)境兼容，                  如NILabVIEW,LabWindows/CVI,Measurement Studio組件，微軟Visual Basic和Visual C++等,TestStand能調(diào)用任何編譯過的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)（DLLs），ActiveX自動(dòng)化服務(wù)器，.exe運(yùn)行程序。這樣，可以將測(cè)試項(xiàng)目模塊化，多次調(diào)用。在我們的通訊產(chǎn)品單板并行測(cè)試平臺(tái)中，我們采用的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)有用CVI下開發(fā)出來的，也有在Visual C++平臺(tái)下開發(fā)的。這樣，各模塊的開發(fā)人員可以自由選擇最熟悉的開發(fā)平臺(tái)而不增加最后集成的難度。測(cè)試流程整個(gè)并行測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試流程如圖三所示。測(cè)試界面實(shí)時(shí)檢測(cè)共有n塊單板在位，并顯示出來。開始測(cè)試時(shí)，n個(gè)執(zhí)行線程同時(shí)啟動(dòng)，獲得相關(guān)資源后開始功能測(cè)試。當(dāng)n個(gè)線程都結(jié)束后，系統(tǒng)將測(cè)試結(jié)果送入數(shù)據(jù)庫(kù)。

結(jié)論隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、大規(guī)模集成電路技術(shù)和通訊技術(shù)的飛速發(fā)展，測(cè)試儀器技術(shù)領(lǐng)域發(fā)生了巨大的變化，虛擬測(cè)試儀器平臺(tái)也進(jìn)入了新的發(fā)展階段。美國(guó)國(guó)家儀器公司(National Instruments)推出了測(cè)試管理環(huán)境TestStand。為了提高測(cè)試效率，我們基于TestStand構(gòu)建了一個(gè)并行測(cè)試平臺(tái)，它具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1）開放性：利用通用硬件平臺(tái)構(gòu)建虛擬儀器系統(tǒng)具有開放性，便于系統(tǒng)的升級(jí)和更新。 2）易用性：豐富的軟件資源和良好的人機(jī)交互圖文界面使得測(cè)試系統(tǒng)非常易于使用。 3）性能價(jià)格比高：相同的性能條件下開發(fā)費(fèi)用和維護(hù)升級(jí)價(jià)格相對(duì)比較便宜。4）測(cè)試效率高： 基于TestStand 2.0功能強(qiáng)大的內(nèi)嵌式同步工具，我們可以在資源有限的情況下，能運(yùn)行一個(gè)測(cè)試序列的多個(gè)運(yùn)行線程實(shí)例，成倍地提高了測(cè)試效率。