設計面向軍用防御系統的高速數字測試

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:
　　開發一個具有開放架構的高通道數數字測試系統，該系統可以利用現有的為傳統數字儀器創建的數字測試模式。
The Solution:
　　利用NI PXI硬件、高速數字I/O硬件和LabVIEW軟件，創建一個具有LASAR導入功能的靈活數字測試系統。
　　"利用LabVIEW的虛擬儀器系統功能，我們能夠利用低成本的、開放的硬件，設計一個滿足現時需求并提供擴展未來軟硬件的靈活系統。"

　　軍方對具有保障和可靠操作的可維護測試系統的需求持續增長。預算縮減、系統制造商與用戶之間的距離增加和這些系統的長生命周期期望，都是驅動改進的必要性因素。制造商認識到這些挑戰，并提供了專門設計的能夠在現場進行調試和修復的系統。這些修復機器已經成為許多防御系統的關鍵組件。

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

　　雷達操作人員需要自動修復、一個開放的可用于商業現場的硬件平臺、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具有低維護成本以及采用來自數字仿真器工具現有測試模式（如LASAR 磁帶文件）的能力。

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

　　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 高速數字波形發生器/ 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單元。除了這些硬件外，我們創建了必要的機械工具，以及與這15 個高速數字模塊接口的受測單元（UUT）適配板卡。利用PXI 內置的定時與同步的功能特性，我們方便地使用多個數字模塊以實現高通道數。

支持現有測試模式需求的軟件模塊
　　我們創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有測試模式兼容的需求。第一個模塊是一個LASAR轉換程序模塊，它將來自LASAR仿真環境的輸出文件自動轉換為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，它可以動態地或步進執行UUT 的測試規程。最后，我們創建的反向探測模塊在故障發生時引導完成故障搜尋與修復過程的操作。

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

該轉換規程包含下列關鍵條目：
● 從LASAR 環境中選擇源文件（*.tap 文件）
● 生成轉換程序配置文件
● 生成HWS 格式的測試模式（激勵模式與期望模式）
● 生成DUT 數據庫

通/ 斷功能測試模塊
　　通/ 斷功能測試組件利用NI PXI-655x 數字波形發生器/ 分析儀，控制核心數字測試規程、激勵模式的生成和響應數據的采集。該模塊也負責比較所采集響應數據和期望數據。激勵數據與期望的響應模式從轉換程序模塊的輸出中導出。

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

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

　　利用來自板卡數據庫的信息和內部節點（由轉換程序模塊提供）的模式數據，該模塊中實現的算法引導用戶完成故障搜尋規程。一個迭代算法詳細研究UUT 的電氣網絡，以識別產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
● 選擇待調試與修復的故障線路（如果多于一條）
● 顯示探測指令以引導用戶
● 測試當前的內部節點

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