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1、测试测量技术发展趋势0 评级 | 0.00 oout oof 5打印 概览作者：徐赟赟, 技术术市场工程程师, NNI 中国国分公司330多年来来，作为测测试测量行行业的创新新者和虚拟拟仪器技术术的领导者者，Nattionaal Innstruumentts一直致致力于为工工程师和科科学家们提提供一个通通用的软硬硬件平台，用用于科技应应用和工程程创新。伴伴随着测试试需求的多多样化和复复杂化，这这种以软件件为核心的的测试策略略正逐渐成成为行业主主流的技术术，并得到到广泛的应应用，在提提高效率的的同时降低低测试成本本。在新兴兴商业技术术不断涌现现的今天和和未来，测测试测量行行业正呈现现出五个重重要
2、的发展展方向。 目录1. 趋势一：软软件定义的的仪器系统统成为主流流 2. 趋势二：多多核/并行行测试带来来机遇和挑挑战 3. 趋势三：基基于FPGGA的自定定义仪器将将更为流行行 4. 趋势四：无无线标准测测试的爆炸炸性增长 5. 趋势五：协协议感知（PProtoocol-Awarre）ATTE将影响响半导体的的测试趋势一：软软件定义的的仪器系统统成为主流流如今的电子子产品(像像iPhoone和WWii等)已越来越越依重于软软件去定义义产品的功功能。同样样的，在产产品设计和和客户需求求日益复杂杂的今天，用用于测试测测量的仪器器系统也朝朝着以软件件为核心的的模块化方方向发展，使使得用户能能够更
3、快更更灵活的将将测试集成成到设计过过程中去，进进一步减少少了开发时时间。通过软件定定义模块化化硬件的功功能，用户户可以快速速实现不同同的测试功功能，并应应用定制数数据分析算算法和创建建自定义的的用户界面面。相比于于传统仪器器固定的功功能限制和和只是“测测试结果”的的呈现，以以软件为核核心的模块块化仪器系系统能够赋赋予用户更更多的主动动权，甚至至将自主的的知识产权权(IP)应用到测测试系统中中。(见图图1)在业界，被被认为是最最保守的客客户之一的的美国国防防部在20002年向向国会提交交的报告中中指出下一一代测试系系统(NxxTestt)必须是是基于现成成可用商业业技术(CCOTS)的模块化化的
4、硬件，并并同时强调调了软件的的能动作用用。最新的的合成仪器器(Synnthettic IInstrrumenntatiion)的的概念也无无非是经过过重新包装装的虚拟仪仪器技术，将将软件的开开放性和硬硬件的模块块化重新结结合在了一一起。在媒体界,电子系系统设计杂杂志的编辑辑Louiis Frrenzeel先生在在他最近关关于测试行行业趋势的的文章(SSynthheticc Insstrummentaationn No Longger AA Tesst Caase)中中也再次肯肯定了虚拟拟仪器技术术对于测试试测量行业业的革新作作用以及软软件定义仪仪器的发展展方向。 图图1：以软软件为核心心的模块
5、化化系统参考考架构趋势二：多多核/并行行测试带来来机遇和挑挑战多核时代的的来临已成成为不可避避免的发展展趋势，双双核乃至八八核的商用用PC现在在已随处可可见。得益益于PC架架构的软件件定义的仪仪器，用户户可以在第第一时间享享受到多核核处理器为为自动化测测试应用带带来的巨大大性能提升升。要充分发挥挥多核的性性能优势，就就必须创建建多线程的的应用程序序，例如我我们可以将将自动化测测试程序的的数据采集集、数据分分析、数据据记录乃至至用户界面面部分创建建不同的线线程，从而而分配到不不同的核上上并行的运运行。不过过，这样并并行的开发发理念使得得习惯于传传统串行开开发方式的的工程师难难以适应，尤尤其是当核
6、核的数目越越来越多挑战和机遇遇往往是并并存的，作作为图形化化语言的代代表，LaabVIEEW在设计计当初就考考虑到了并并行处理的的需求，从从LabVVIEW 5.0开开始支持多多线程到现现在已有110多年的的历史。可可以毫不夸夸张地说，天天生并行的的LabVVIEW就就是这样一一种驰骋多多核技术时时代的编程程语言，通通过自动的的程序多线线程化(见见图2)，开开发人员可可以无需考考虑底层的的实现机制制，就可以以高效地享享用多核技技术所带来来的益处。无论是欧南南天文台极极大望远镜镜高达27700万次次乘加运算算的镜面控控制，到TTokammak核聚聚变装置的的实时处理理运算，还还是NASSA的飞机
7、机安全性测测试和TOORC汽车车控制快速速原型设计计，LabbVIEWW多核技术术都为这些些应用带来来了巨大的的性能和吞吞吐量的提提升，随着着多核技术术的进一步步发展，提提升的幅度度将更为可可观。图图2：LaabVIEEW中的自自动多线程程和并行的的数据流编编程趋势三：基基于FPGGA的自定定义仪器将将更为流行行随着设计和和测试的要要求越来越越高，FPPGA(现现场可编程程门阵列)技术正逐逐渐被引入入到最新的的模块化仪仪器中，这这也就是我我们所说的的基于FPPGA的自自定义仪器器。FPGA的的高性能和和可重复配配置特性一一直是硬件件设计工程程师们的最最爱，而对对于测试工工程师而言言，又何尝尝不
8、想拥有有硬件级的的确定性和和并行性呢呢？像诸如如实时系统统仿真、高高速内存测测试等应用用都需要用用到FPGGA来确保保响应的实实时性和高高速的数据据流入和流流出，FPPGA的IIP核更是是可以为工工程师植入入自主知识识产权的算算法提供契契机。然而而，苦于对对硬件设计计知识的缺缺乏和对VVHDL或或Veriilog语语言编程的的恐惧，许许多测试工工程师对于于FPGAA技术望而而却步。现在，NII提供的RR系列数据据采集和FFlexRRIO产品品家族将高高性能的FFPGA集集成到现成成可用的II/O 板板卡上，供供用户根据据应用进行行定制和重重复配置，同同时配合LLabVIIEW FFPGA直直观
9、方便的的图形化编编程，用户户能够在无无需编写底底层VHDDL代码的的情况下，快快速地配置置和编程FFPGA的的功能，用用于自动化化测试和控控制应用。(见图3)前段时间，欧欧洲核子研研究中心(CERNN)为世界界最强大的的粒子加速速度器大型强子子对撞机(LHC)配备了超超过1200套带有可可重复配置置I/O模模块的NII PXII系统，用用于控制瞄瞄准仪的运运动轨迹和和监测其实实时位置，从从而确保粒粒子在既定定的路径中中运作。为为了保证极极高的可靠靠性和精确确性，FPPGA成为为其必备的的测试和控控制技术。随着对FPPGA技术术应用复杂杂性的简化化，可以预预计，拥有有高性能和和灵活性的的FPGA
10、A技术将越越来越多的的被应用于于未来的仪仪器系统中中. 图33:NI带带FPGAA的可重复复配置I/O板卡和和LabVVIEW FPGAA图形化编编程趋势四：无无线标准测测试的爆炸炸性增长近年来无线线通信标准准的发展可可谓是日新新月异，从从20000年前只有有四五种的的无线标准准到现在众众多新标准准如雨后春春笋般涌现现。越来越越多的消费费电子产品品和工业产产品都或多多或少的集集成了无线线通信的功功能，像苹苹果公司最最新的3GG版iPhhone手手机，更是是同时集成成了UMTTS, HHSDPAA, GSSM, EEDGE, Wi-Fi, GPS和和蓝牙等多多种最新的的无线标准准。这些都都给无线
11、技技术的开发发和测试带带来了巨大大的挑战，测测试技术如如何跟上无无线技术的的发展成为为工程师面面临的最大大难题。通通常传统射射频仪器的的购买周期期是5至77年，而新新标准和新新技术的推推出周期却却是每两年年一轮，购购买的射频频测试设备备由于其固固件和功能能的限定通通常难以跟跟上新标准准的发展速速度。面对这样的的挑战，一一种以软件件为核心的的无线测试试平台正崭崭露头角。信信号的上下下变频和数数字化由模模块化的射射频硬件的的完成，而而编解码和和调制解调调的过程全全部通过软软件实现。这这样，在统统一的模块块化硬件平平台上，只只需修改软软件就可以以满足不同同无线标准准的测试需需求，使得得工程师有有能力
12、在第第一时间测测试最新的的标准，加加快产品的的上市时间间。NI LaabVIEEW和PXXI RFF平台就是是这样一个个软件无线线电的测试试平台，多多年来已经经成为工程程师和科学学家们开发发无线标准准和测试无无线应用的的必备工具具。德州大大学奥斯汀汀分校的师师生基于NNI的软件件无线电平平台，在短短短6周时时间内开发发出MIMMO-OFFDM 44G的系统统原型；成成都华日通通信公司(国内无线线电频谱管管理设备主主要供应商商)利用NNI PXXI矢量信信号分析仪仪和LabbVIEWW开发了带带有自主产产权的HRR-1000宽带无线线电接收机机和监测系系统，已广广泛应用于于国内的频频谱监测和和信
13、号定向向领域。聚聚星仪器(NI大陆陆地区系统统联盟商)也开发出出了全球首首个支持CC1G2 RRFID标标准全部指指令的测试试设备，并并实现了与与RFIDD标签微秒秒级的实时时通信。图4：基于LaabVIEEW和PXXI软件无无线台测试试平台 趋势五：协协议感知（PProtoocol-Awarre）ATTE将影响响半导体的的测试如今的半导导体器件变变得愈加的的复杂，高高级的片上上系统(SSoC)和和封装系统统(SiPP)相比典典型的基于于矢量的器器件测试而而言，需要要更为复杂杂的系统级级的功能测测试。现在在器件的功功能也不再再是通过简简单的并行行数字接口口实现，而而是更多的的依赖于高高速串行总
14、总线和无线线协议进行行输出，这这就要求测测试设备和和器件之间间能够在指指定的时钟钟周期内完完成高速的的激励和响响应测试。复杂的测试试需求催生生了协议感感知(Prrotoccol-AAwaree)ATEE的诞生，AAndreew Evvans在在20077国际测试试会议(IITC)上上发表的论论文“Thhe Neew ATTE - Prottocoll Awaare”中中首次提出出了这个概概念。这是是一种模仿仿器件真实实使用环境境(包括外外围接口)的方法，按按照器件期期望的使用用方式，进进行有针对对性的器件件功能测试试和验证。国际半导体体测试协会会(STCC)和新近近成立的半半导体测试试合作联盟盟(CASST)都在在考虑为自自动化测试试厂商制定定开放的测测试架构以以满足日益益增加的半半导体测试试需求和降降低测试成成本。NII作为STTC协会便便携式测试试仪器模块块(PTIIM)工作作组的主席席，正在致致力于创建建一种新的的指南和标标准，使得得工程师能能够将第三三方的模块块化测试仪仪器(如PPXI)集集成到传统统的半导体体ATE中中，以实现现更为灵活活自定义、符符合“协议议感知”要要求的半导导体测试系系统。 把握握发展趋势势，占据市市场先机，在在全球经济济步入调整整期的今天天，相信测测试测量行行业仍会有有一个美好好的未来。