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Michael Keane，NI產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)工程師 越來(lái)越多的測試和制造工程師依靠軟件來(lái)快速高效地完成其工作職責。在A(yíng)spencore（前稱(chēng)UBM）2015年開(kāi)展的一項測試和測量調查中，有一半參與調查的測試工程師特別提到接口/可用性是現代測試設備亟需改進(jìn)的一個(gè)主要方面。為了讓工程師更輕松地工作，儀器供應商不斷投入到軟件應用程序的開(kāi)發(fā)，但最終結果是大量不同的軟件工具不能在整個(gè)構建、部署和維護測試系統的軟件工作流程中相互支持和操作。在整個(gè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中，您的工具必須在設計時(shí)考慮到互操作性，否則您可能要自己承擔工具集成的費用，浪費時(shí)間在互操作性問(wèn)題上，而不是解決實(shí)際業(yè)務(wù)挑戰和開(kāi)發(fā)產(chǎn)品。 為了高效地滿(mǎn)足嚴格的時(shí)間期限，您不僅需要足夠的軟件抽象來(lái)簡(jiǎn)化常見(jiàn)任務(wù)以及實(shí)現代碼復用，還需要能夠進(jìn)行一定程度的底層控制，以便在適當階段針對特定測試進(jìn)行具體的自定義。沒(méi)有一個(gè)軟件可以完美地兼具這兩點(diǎn)。因此，為了最大限度地發(fā)揮您的工程設計潛力，請采用可同時(shí)提供這兩個(gè)功能的軟件平臺。 在過(guò)去的四十年里，NI以軟件為中心的開(kāi)放平臺幫助測試和制造工程師提高了生產(chǎn)力，這個(gè)平臺經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)設計，利用了模塊化硬件，并擁有一個(gè)龐大的生態(tài)系統。通過(guò)使用軟件對硬件進(jìn)行重新配置，工程師們提高了測試系統的靈活性，并能夠更快速地將他們的想法變成現實(shí)。隨著(zhù)最新版本的LabVIEW NXG和SystemLink的推出，NI進(jìn)一步幫助工程師在整個(gè)測試工作流程中加速開(kāi)發(fā)和提高效率。盡管越來(lái)越多的供應商已經(jīng)接受了NI率先推出的軟件設計方法，但工程師們卻難以將各種不同的軟件工具結合在一起。作為唯一一家為從FPGA I/O引腳到遠程測試系統管理均提供了相應軟件的供應商，NI正在變革構建測試系統的工作流程。 
圖1. NI軟件工具在構建、部署和維護測試系統的整個(gè)工作流程中可以相互支持和操作。 設計和采購測試系統 面對緊迫的發(fā)布時(shí)間期限和嚴格的項目時(shí)間表，您必須采用既能夠解決當前新測試系統需求、又能夠讓您的團隊適應未來(lái)各種、需求的強大解決方案。新項目的硬件決策清單一直在增加，包括儀器、電纜、連接器、開(kāi)關(guān)拓撲結構、大規�；ミB、機架布局、功耗預算和散熱分析等。在硬件決策最終確定以確保測量質(zhì)量之后，您最后需要做的就是讓軟件不再成為阻礙開(kāi)發(fā)的瓶頸。為了簡(jiǎn)化初始系統設置，NI系統出廠(chǎng)時(shí)會(huì )在新控制器上安裝選定的軟件環(huán)境和必要的硬件驅動(dòng)程序。這樣，您可以將時(shí)間花在思考測試需求上，而不是安裝驅動(dòng)程序。 配置和驗證您的設置 工程系統通常會(huì )用到來(lái)自多個(gè)供應商具有不同軟件功能的儀器。通過(guò)查看用戶(hù)手冊來(lái)了解子菜單配置信息，并在網(wǎng)上搜索最新版本的設備驅動(dòng)程序可能會(huì )讓人抓狂，尤其是當供應商提供不一致的使用體驗時(shí)。使用軟件開(kāi)發(fā)的應用程序應與其硬件系統緊密結合，使用戶(hù)獲得一個(gè)統一的管理解決方案來(lái)簡(jiǎn)化這種基本關(guān)系。NI通過(guò)最新版LabVIEW NXG引入了一個(gè)新的圖形工具，能夠以可視化方式配置物理系統。該工具稱(chēng)為SystemDesigner，將硬件配置、診斷和系統文檔描述等功能引入LabVIEW NXG環(huán)境。這樣可以最大限度地提高開(kāi)發(fā)效率，同時(shí)還可以在一個(gè)環(huán)境中完整地管理硬件以及軟件開(kāi)發(fā)。如果沒(méi)有安裝特定的NI或第三方驅動(dòng)程序，SystemDesigner將指導您通過(guò)NI軟件包管理器(NI Package Manager)安裝必要的驅動(dòng)程序，這是一個(gè)基于行業(yè)標準軟件包格式的新接口。
圖2. LabVIEW NXG支持軟件開(kāi)發(fā)的硬件管理和系統文檔。 完成初始設置后，下一步就更簡(jiǎn)單，也就是驗證產(chǎn)品是否滿(mǎn)足所有設計要求。在整個(gè)測試開(kāi)發(fā)過(guò)程中，快速查看交互式測量結果是非常重要的，比如DMM讀數或示波器顯示的數據，這主要用于信號連接的初始測試和調試以及測量精度的驗證。通過(guò)SystemDesigner，您可以啟動(dòng)NI模塊化儀器的軟面板，以交互方式監測和控制硬件。某些儀器還可直接連接到PC來(lái)加載和存儲波形或針對特定設備的配置，以簡(jiǎn)化調試。但是，為了最大限度地減少人為錯誤和確保一致性，并最終加快產(chǎn)品上市，實(shí)現驗證過(guò)程大部分步驟的自動(dòng)化是非常有必要的。 儀器自動(dòng)化 在驗證某個(gè)設計的初始電路板時(shí)，某些測試需要重復運行的可能性很高。多次手動(dòng)進(jìn)行相同的測試不僅單調乏味，而且更重要的是從商業(yè)角度看效率低下。如果一個(gè)研發(fā)團隊的基本目標是完全驗證某個(gè)設計并將其快速發(fā)送給制造團隊，那么團隊的寶貴時(shí)間應該主要用在需求和工程設計調整上，而不是浪費在可以自動(dòng)化的常規任務(wù)上。在接受這種思維模式后，主要的障礙就是測試的創(chuàng )建，因為硬件和測試工程師團隊之間的編程經(jīng)驗差別很大。這里的關(guān)鍵就在于應用專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域知識的同時(shí)，不會(huì )受限于所選擇軟件的語(yǔ)義和編程結構。 LabVIEW NXG提供了圖形化編程方法，可讓您按照腦中所想進(jìn)行編程，并通過(guò)連接函數塊來(lái)構建應用程序的邏輯。此外，用戶(hù)界面（UI）的設計通過(guò)拖放方法進(jìn)行了簡(jiǎn)化，可幫助您直觀(guān)地為測試代碼創(chuàng )建專(zhuān)業(yè)的用戶(hù)界面。最新版本的LabVIEW NXG進(jìn)一步將這些功能從桌面擴展到了網(wǎng)絡(luò )，即使您沒(méi)有Web編程經(jīng)驗，也可以設計和部署基于Web的UI，在任何現代Web瀏覽器中運行測試代碼，而且無(wú)需插件或安裝程序。使用LabVIEW NXG Web模塊這一新功能，您可以通過(guò)各種設備和操作系統遠程監控測試，并與同事共享信息，這對于長(cháng)時(shí)間運行的測試特別有用。
圖3. LabVIEW NXG Web模塊可幫助您設計和部署基于Web的用戶(hù)界面，并在任何現代Web瀏覽器中運行測試代碼，無(wú)需插件或安裝程序。 擴展至生產(chǎn)測試 當產(chǎn)品從研發(fā)驗證轉移到最終的生產(chǎn)測試時(shí)，盡可能減少器件測試時(shí)間對于最大化總單位產(chǎn)量至關(guān)重要。設計驗證和生產(chǎn)之間的儀器復用可減少這兩個(gè)階段之間進(jìn)行測量數據關(guān)聯(lián)所需工作，同時(shí)也提高了軟件擴展的效率。以相同的方式獨立運行與設備驗證階段相同的測試并不能滿(mǎn)足制造商的期望;測試方法必須進(jìn)行擴展才能滿(mǎn)足吞吐量需求。盡管大部分相同的代碼可以而且應該重復利用，但仍需要一個(gè)位于軟件堆棧上層的抽象測試管理工具來(lái)將所有相關(guān)的自定義測試組合成一個(gè)統一的測試序列，以更高效地測試設備，甚至同時(shí)測試多個(gè)設備，以滿(mǎn)足其規格要求。從零開(kāi)始構建這樣一個(gè)測試執行軟件是非常麻煩的，而使用商用現成解決方案則可節省大量開(kāi)發(fā)工作，并可進(jìn)一步縮短上市時(shí)間。 TestStand是一個(gè)現成即用的測試管理環(huán)境和框架，可簡(jiǎn)化生產(chǎn)測試系統的設計。 TestStand可以調用幾乎任何編程語(yǔ)言編寫(xiě)的代碼模塊，使您的團隊可以重復使用LabVIEW NXG和LabVIEW 2017等圖形化語(yǔ)言以及C、C＃和Python編寫(xiě)測試程序。該環(huán)境抽象了關(guān)鍵生產(chǎn)測試功能（如報告、數據庫記錄和并行執行）的開(kāi)發(fā)，同時(shí)允許在需要時(shí)進(jìn)行底層自定義。通過(guò)采用測試執行系統（所有不同的待測設備共用）與測試代碼模塊（通常針對特定測設備）分離的模塊化軟件架構，您將擁有一個(gè)可擴展且靈活的架構，而且從長(cháng)遠來(lái)看，易于開(kāi)發(fā)和支持且維護成本較低。例如，摩托羅拉公司的特性分析和生產(chǎn)測試軟件團隊基于TestStand和LabVIEW對一個(gè)模塊化測試應用程序進(jìn)行了標準化，最終將年度維護和新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)成本降低了一半以上。
圖4. TestStand解決了成本和效率問(wèn)題，提高了測試系統的總吞吐量。 部署和維護測試裝置 大多數大型測試系統并不會(huì )采用孤立的架構，它們通常代表多個(gè)測試點(diǎn)或整個(gè)生產(chǎn)車(chē)間的解決方案。完成測試后，手動(dòng)部署測試序列及其所有必要的依賴(lài)關(guān)系對于工程師的邏輯要求非常高。假設您已經(jīng)手動(dòng)完成20臺測試系統的部署安裝，但卻很快發(fā)現，您必須重新部署測試序列，才能對20臺測試系統進(jìn)行一個(gè)小的修改。想象一下測試系統的數量增加到1000臺時(shí)的情況。 TestStand通過(guò)其內置的部署實(shí)用程序簡(jiǎn)化了這個(gè)過(guò)程，該實(shí)用程序在部署測試序列時(shí)會(huì )同時(shí)部署其代碼模塊和所需的運行驅動(dòng)程序。您還可以使用自己熟悉的開(kāi)發(fā)環(huán)境來(lái)創(chuàng )建自定義操作界面（OI），以便使用測試序列進(jìn)行部署�；谟脩�(hù)身份驗證，TestStand不僅可以讓軟件架構師訪(fǎng)問(wèn)底層執行細節，也可以簡(jiǎn)單到只需讓操作人員單擊部署測試站上自定義OI上的 “運行”按鈕，并自動(dòng)將合格/不合格結果保存到磁盤(pán)中。 對于大型分布式系統，SystemLink這款全新NI軟件產(chǎn)品有助于協(xié)調大規模軟件部署、跨硬件管理驅動(dòng)程序版本以及監測系統診斷。中央服務(wù)器節點(diǎn)通過(guò)網(wǎng)絡(luò )連接安全地管理分布式端點(diǎn)，并簡(jiǎn)化NI和第三方軟件將軟件包大規模發(fā)布到目標系統的過(guò)程，顯著(zhù)減少了與系統管理功能相關(guān)的管理負擔和物流成本。
圖5. SystemLink通過(guò)中央Web應用程序幫助管理分布式系統。 軟件是關(guān)鍵 每個(gè)公司的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期各有其要求。許多公司會(huì )多次重復產(chǎn)品驗證階段，以達到確保產(chǎn)量的拐點(diǎn)，在這個(gè)過(guò)程中可能會(huì )被迫重新檢查設計和配置。而有一些創(chuàng )業(yè)公司僅僅靠產(chǎn)量預測這一點(diǎn)并無(wú)法全面部署生產(chǎn)測試系統。畢竟，如果每個(gè)公司的開(kāi)發(fā)周期都是一致的，每一次都是百分之百成功，那么市場(chǎng)如何維持一種動(dòng)態(tài)的競爭意識？電子產(chǎn)品設計人員和制造商必須采用一個(gè)工具平臺，在產(chǎn)品突然增加功能或提高規格以保持競爭力時(shí)，可以進(jìn)行正確的調整。雖然我們當然會(huì )盡量在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期中盡可能地處于主動(dòng)地位，但現實(shí)要求我們必須保持靈活性。作為工程師，我們已經(jīng)意識到這個(gè)挑戰，我們不能讓工具成為瓶頸。 LabVIEW NXG、TestStand和SystemLink這些NI軟件始終陪伴著(zhù)您構建、部署和維護測試系統的整個(gè)工作流程。除了這些產(chǎn)品的各自創(chuàng )新之外，這些產(chǎn)品還體現了NI持續投資到軟件的承諾。軟件產(chǎn)品的獨特組合及其固有的互操作性使得NI平臺能夠從眾多平臺中脫穎而出。其他供應商才剛意識到軟件是關(guān)鍵，但NI在軟件上的投資已經(jīng)穩定增長(cháng)了幾十年。讓軟件之間互操作性幫助您加速工作流程，更智能地進(jìn)行測試。 |
