1. 緒論：自動化測試系統(tǒng)的設計挑戰(zhàn)
測試管理人員和工程師們?yōu)榱吮ＷC交付到客戶手中的產(chǎn)品質量和可靠性，在各種應用領域 (從設計驗證，經(jīng)終端產(chǎn)品測試，到設備維修診斷) 都采用自動化測試系統(tǒng)。他們使用自動測試系統(tǒng)執(zhí)行簡單的“通過”或“失敗”測試，或者通過它執(zhí)行一整套的產(chǎn)品特性測試。由于設計周期后期產(chǎn)品瑕疵檢測的成本呈上升趨勢，自動化測試系統(tǒng)迅速地成為產(chǎn)品開發(fā)流程中一個重要的部分。這篇“設計下一代自動化測試”的文章描述了一些迫使工程團隊減少測試成本和時間的挑戰(zhàn)。這篇文章還深刻地洞察了測試管理人員和工程師們如何通過建立模塊化軟件定義型測試系統(tǒng)來克服這些挑戰(zhàn)。這種測試系統(tǒng)在減少總體成本的同時，顯著地增加了測試系統(tǒng)的吞吐量和靈活性。
如今的測試工程師們面臨著一系列新的壓力。他們所面臨的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境情況如下：
? 產(chǎn)品設計比前幾代更為復雜
? 為了保持競爭力并滿足客戶要求，開發(fā)周期要求越來越短
? 產(chǎn)品測試成本越來越高，而預算越來越少
不斷提高的設計復雜性
如今，測試測量的最明顯趨勢是器件復雜性不斷增加。例如，消費電子、通信和半導體工業(yè)持續(xù)要求將數(shù)字圖象/視頻、高保真音頻、無線通信和因特網(wǎng)互聯(lián)性集成到一個單獨產(chǎn)品中。甚至在汽車中都集成了復雜的汽車娛樂和信息系統(tǒng)、安全和早期預警系統(tǒng)，以及車身和發(fā)動機上的控制電子裝備。測試系統(tǒng)的設計不僅需要足夠靈活地支持對不同產(chǎn)品模型進行廣泛的測試，還需要能夠進行升級以提供新測試功能所需的更多測試點。
更短的產(chǎn)品開發(fā)周期
由于希望不斷提高新產(chǎn)品和技術，擁有市場第一個占有率的競爭天性，設計和測試工程團隊只能不斷的縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。為此，工程團隊必須設計出新的測試策略來減少測試時間，并提高從設計到生產(chǎn)的測試效率。
日益增加的測試成本和日益減少的測試預算
增加設備功能通常會導致測試流程更昂貴、費時。然而，構建每個功能的成本卻是降低的，這就迫使工程部門要減少成本和預算，如圖1所示。工程師們必須改進測試策略，通過增加測試系統(tǒng)的吞吐量、減少維護和升級成本和必需的資本投資來降低總成本。
圖1. 來自SIA的數(shù)據(jù)表明：隨著時間推移,硅(或者器件功能)的成本在降低，但測試成本卻在持續(xù)增加。
2. 日益增加的測試成本和日益減少的測試預算
為了應對器件復雜性增加、開發(fā)周期縮短和預算減少的挑戰(zhàn)，測試管理人員和工程師們被迫放棄傳統(tǒng)的測試設計策略，即基于傳統(tǒng)箱式儀器或“大鐵塊”式的私有ATE系統(tǒng)。這些獨立的儀器缺少軟件處理所必需的靈活性，而且用戶接口是由廠商定義的，只能由廠商通過固件更新。這樣，儀器固件中沒有定義的測試以及新標準的測試就難以執(zhí)行;或者當要求變化時，也難以對系統(tǒng)進行修改。由于這些器件最初就是作為獨立儀器而設計，他們缺少必要的集成能力，譬如數(shù)據(jù)流和同步功能。私有的ATE系統(tǒng)(例如高度集成產(chǎn)品芯片測試儀)能提供所需性能，但成本相當昂貴，可能會使工程團隊被廢棄，過早地進行系統(tǒng)再設計。
針對這些情況，測試管理人員和工程師們正在實現(xiàn)模塊化軟件定義型測試結構。這種結構基于廣泛采納的工業(yè)標準，可以提供：
? 更高的測試系統(tǒng)靈活性：可擴展至多種應用、業(yè)務部門，以及各個產(chǎn)品階段
? 高性能的結構：可以顯著提高測試系統(tǒng)吞吐量，并提供與不同儀器廠商之間的密切聯(lián)系和集成，包括精密直流信號、高速模擬和數(shù)字信號和射頻信號的生成與分析。
? 更低的測試系統(tǒng)投資：減少最初資本投資和維護成本，同時增加多種測試要求中的設備使用率
? 更長的測試系統(tǒng)壽命：基于廣泛采納的工業(yè)標準，允許技術升級來改進性能并滿足將來的測試需求
NI公司作為自動化測試領域的領導者，致力于為產(chǎn)品工程師們提供設計新一代自動化測試系統(tǒng)所需的硬件和軟件。這本深入的開發(fā)者指南包含了設計新一代自動化測試系統(tǒng)結構所需要的信息。緒論部分描述了一個如圖2所示的測試系統(tǒng)結構，為工程師們提供了相關策略，以應對器件復雜性的增加、開發(fā)周期的縮短、預算的降低等一系列挑戰(zhàn)。
圖2. NI公司提供了一套完整的、用于設計自動化測試系統(tǒng)的軟硬件解決方案
3. 層次結構五：自動化測試系統(tǒng)管理軟件
自動化的測試系統(tǒng)需要實現(xiàn)多種任務和測量功能：這些任務和功能中，一些與待測設備(DUT)相關的，而另一些對于每個待測設備是通用的。為了把維護費用降至最小，并且保證測試系統(tǒng)的壽命，實現(xiàn)DUT級別的任務與系統(tǒng)級別的任務相分離的測試策略是十分重要的，這樣工程師們在整個開發(fā)周期中可以迅速地重用、維護并修改測試程序(或者模塊)來滿足特定的測試需求。
在所有的測試系統(tǒng)中，都存在著根據(jù)待測設備不同的不同操作，也存在著對于所有待測設備都通用的操作，例如系統(tǒng)級別的任務等。
對于每個設備不同的操作對于每個設備通用的操作
? 儀器配置? 操作界面
? 測量? 用戶管理
? 數(shù)據(jù)采集? DUT跟蹤
? 結果分析? 測試流程控制
? 校準? 存儲結果
? 測試模塊? 測試報告
