自动测试系统集成

测试（自动）系统

集成技术孙旋自动化教研室Tel:5896405

测试（自动）系统集成技术课程简介*自动测试系统集成技术；*2009级，36h，2学分；*课堂教学，答疑，自动测试系统演示；*笔试+考核=学位2学分，*教材：陈长龄等：自动测试及接口技术

机械工业出版业2004.11*参考书：张世箕等：自动测试系统电子科大出版业张世箕等：电子仪器接口技术电子科大出版业测试（自动）系统集成技术本课程主要讲述内容：现代自动测试系统体系结构模型和发展概况VXI总线接口技术及其电路的设计方法器件消息(488.2)的消息交换控制协议现代自动测试系统的硬件集成技术测试软件平台技术-LABVIEW。

特别突出现代ATS的系统集成技术第一章

绪

论第一节

自动测试系统的出现及意义一、自动测试的概念1、什么是测量？测试？计量？2、什么是测量技术？3、电子测量（试）仪器（设备）？4

、测试系统，手动测试系统？5、自动测试（系统）？第一节

自动测试系统的出现及意义1、什么是测量？严密的讲：把待测量直接或间接地与另一个同类的已知量相比较，拿这个已知量作为计量单位，定出被测量是该单位的若干倍或几分之几，这种实验过程就是测量。换而言之，测量就是通过实验来求出被测量与计值单位的比值。门捷列也夫（Д.И.Μендлеев）说过：

*“测量是认识自然界的主要工具”；*“有测量，才有科学”。测试？计量？第一节

自动测试系统的出现及意义2、什么是测量技术？

测试中所采用的原理、方法和技术措施称为测量（试）技术。3、电子测量（试）仪器（设备）？

基于某种测量技术，利用电子器件和线路技术组成的装置，用以测量各种电磁参量或产生供测量用的电信号，称为电子测量仪器。电子仪器配上适当的换能器（传感

器）能测量几乎一切非电物理量，泛指测试仪器（设备）。

第一节

自动测试系统的出现及意义4

、测试系统，

习惯上，将为完成某项测试任务而按某种规则有机构造的互相联接起来的一套测试仪器（设备）称为测试系统。这是狭义的测试系统，广泛的测试系统还应包括测量者（人员）、测试对象、和测试环境。手动测试系统？一个测试系统，由人工操作完成特定测试任务，称为手动测试系统。第一节

自动测试系统的出现及意义5、自动测试系统：使用具有一定自动化能力的测试系统进行的测量和实验，称为自动测试（Automaticmeasurementandtest）；通常把在人最少参与的情况下，利用计算机执行程序，控制测试过程并进行数据处理直至以适当方式给出测试结果的测试系统称为自动测试系统（AutomatedTestSystem—ATS）或自动测试设备（AutomatedTestEquipment—ATE）。

第一节

自动测试系统的出现及意义最初的自动测试系统：扫频测试系统计算机技术、自动控制方法的引入，促进了自动测试系统的发展。第一节

自动测试系统的出现及意义为军事目的而提出的“万能自动测试系统”美国国防部1956年SETE计划：不依靠任何文献（被测件技术说明书、仪器手册、测试手册）非熟练人员进行几乎全自动的操作以电子计算机的速度进行测试通过编程的灵活性，适应任何具体的测试任务缺点：虽然对测试人员的测试技能的要求降低，但对其测试编程能力的要求提高；技术资料虽然由测试软件取代，但软件文档仍然很大；成果：促进了自动测试系统的发展第一节

自动测试系统的出现及意义

图1-1测量频率响应的自动测试系统

开关器开关器可程控信号发生器被测件可程控电压表可程控计数器可程控直流电源打印机绘图仪

计算机

频率响应的自动测试系统第一节

自动测试系统的出现及意义二、自动测试的意义大批量的产品，没有自动测试系统，也是难以想象的；

人们无法进入的有损测试人员健康的场所；

可无人值守了；工业生产过程自动化已在现代化的生产过程中普遍应用；

自动化的突出特点之一是高速度，可以节约大量人力；

依靠具有计算、处理能力的控制器，获得极宽的测量频率和动态范围；达到多参数、多功能的测试效果；

消除或削弱随机误差和系统误差，获得极高的测量精确度；

带来重大的经济效果；

大大节约了宝贵的高级复杂劳动力,以改进产品的性能；推断出事物的本质和自然规律；科学技术的发展和进步有赖于测试。第二节现代自动测试系统体系结构从自动测试系统概念出发，可以抽象出现代自动测试系统模型的构造要素:可程控测试仪器、测试控制机、互联标准数字接口和软件系统，如图1-2示。

器件功能区接口功能区器件功能区接口功能区器件功能区接口功能区接口功能区计算机本体区测试应用软件测试编程语言操作系统仪器本体程控设备1程控设备2程控设备n数字总线测试控制机测试软件系统数字接口总线系统……图1-2自动测试系统结构模型第二节现代自动测试系统体系结构1．可程控测试设备

（1）可程控操作

（2）有接口功能区

2．测试控制器

在功能上:测试控制器应该具有两种能力，第一是设备间互联的标准接口总线资源管理能力，第二是对测试系统的测试设备操作控制能力。

在构成上:硬件方面必须配有标准数字接口，以便同测试设备相容互联；软件系统中含有测试应用软件开发环境。第二节现代自动测试系统体系结构3．标准数字接口总线系统

互联的设备与设备（或说系统与系统）之间的想象用于信息交接的一部分界面，称之为接口。

为了在开放式互联设备之间实行数字式信息交换所必须的一整套与设备有关的接口的机械、电气和功能要素，称为数字接口系统。4．测试应用软件及其开发环境

测试应用软件

软件开发手段:是指测控计算机提供的操作系统、测试扩充高级编程语言、数据处理工具软件和程序故障诊断软件等。测试应用软件开发环境

第三劫节程控两设备纽奉互联鼓协议程控胸设备傍互联仍协议雕（或龄模型裕）问摄题，乳可用决图1-到3描述则。可动以归随纳为究物理场互联层和姻程控方命令改层协技议。仪器设计者及SCPI仪器设计者及SCPIADCBIEEE488.2标准DABCIEEE488.2标准GB/T15946/IEEE488.1标准远地接口消息系统器件X公用命令和询问语法和数据结构器件确定的消息系统器件Y总线D层：器件功能；C层：公用系统功能；B层：消息通信功能；A层：接口功能图1-3互连程控测量设备通信功能层第三窝节程控妹设备细互联歼协议一、沟数字必接口疮总线1．酱接口蹦与接惯口系辆统各个弃仪器加的接胸口之已间必响须满格足下类列几狐个条老件:（1所）电蚕气相雷容（2肢）功造能相徒容（3漆）机翁械相揭容缘瑞（同4）运行相容为在范互联与设备膛间实座行数辰字式灯信息引交换笔所必隐须的虾一整稍套与愉设备衬有关然的接泼口的述机械落、电齐气和岩功能固要素解，称著为数贵字接欧口系维统。2．亏数字粮接口槐总线晚的发情展如表1-避1，在至测试博领域袜得以脸广泛遣流行帆的有GP征IB，RS榆23倚2C，CA灰MA皱C，VX苦Ib丹us等第三烂节程控哭设备夜互联重协议二、程控拘设备斤的器航件数姿据的斯标准膛化程控饭设备割器件次数据买编码谅、格永式、栽语义盯的非此标准近化给略编程疾人员造絮成很枯大的列困难拴，仍柴然制氏约着AT蛇S的推扣广应插用。“IE浪EE洁st蔑d4族88繁.2鲁-1先98纲7:捷IE怀EE标准柿编码吃、格坛式、捧协议驱和公框用命解令”(也称膛为IE匆EE内48脾8.剃2)。19涂90不年4半月，皇推出答的“甜可程春控仪辛器标挎准命徐令（SC矩PI薄）”才使斧程控景设备姓器件齐数据朽得到聚标准滴化。限如图宗1-感3所仙示，殿它是怎在IE稍EE蜓48季8.阵2的基府础上资，制霸定了架设备退设计竖者定何义器件恭功能乏层特床定器它件数考据语坊义时应坡该遵池循的震规范除。第四爬节现代闹自动扁测试期系统本类型一、疗关缩慧于自笔动测头试系斯统分挪类从接疏口总柱线特坏性出傻发划柔分自取动测丈试系娃统类霸别：专用汤自动毁测试迟系统灿；半匪专用袋自动热测试僚系统赢；第离二代尖（现卸代）千自动乐测试代系统女。而现扶代自升动测竿试系纸统分担类如涨下:基于GP芹IB数字雹接口心总线习(也悠含RS筹23注2、姐…等):积木嚷式自残动测剑试系壮统。基于VX尼I、就CA喂MA凑C、家PX造I数字挥接口免总线赤：模块升式自他动测国试系预统。基于井嵌入寺式μp内总决线：智能催化仪首器系生统。基于够多数泪字接荐口总秩线：多总僵线融称合式帮自动岩测试恐系统图。第四粱节现代只自动词测试美系统送类型二、积木脖式自以动测化试系报统基于GP赢IB可程宵控测哭试设狭备数另字接稠口总载线组耐建的峡自动琴测试阀系统真，称典为积君木式蜜自动希测试宪系统贼。如图迷1-邻1所磁示意止的自加动测离试系晋统将，或赞称“衔迭叠良式自社动测是试系近统”金。主要主特点普是：（1）测院试系琴统组俊建灵持活、驱方便降，GP怜IB设备端利用仍率高蹄。（2）测痛试系这统规刘模较鼻小，纽奉如：租最多排不能贩超过15台设桶备，融总线跌长度柜小于20米。（3）总抽线型筒连接坡方式暮，组倍建方端便、诸可靠先性好盈。（4）数疏据（阳比特召）并拴行传昆输，抄传输般速率信较低挤。（5）组届建成旗测试齿系统铸的设秧备资僵源冗沙余量斜较大我。GP殖IB积木刷式自枪动测炉试系恭统是晓小型语实验歼室试雷验研绣究测钟试系追统。第四炼节现代械自动门测试皱系统柿类型图1因-1泽测量解频率道响应蚁的自叉动测脆试系纯统开关器开关器可程控信号发生器被测件可程控电压表可程控计数器可程控直流电源打印机绘图仪

计算机

GP揭IB幼,R送S2菜32支,…掠…第四理节现代伐自动老测试女系统续类型三、智班能仪仪器系舱统含有μP系统架（微稳型计死算机博）的辨仪器竹，如刊最早感的美办国DA躬NA公司糖的90休00系列逝计数监器、Sy香st偶ro植nDo城nn宪er公司对的71联15数字鸦电压钩表等萌。与悟传统烧电子件测量僻仪器排相比悉，含吗有μP的仪规器不政但具求有测箭试功协能，筒还有驻数据僻存储水、数浊据处脾理与己分析维、多振参数榨计算厘、自中动校尖准、汁自动株检查朗、自樱动诊撑断、惑输出灯控制枪与通屋信的数能力宵。将含μP的仪匹器称孔为“Sm公ar北t库In糊st场ru洽me跨nt阿s”栗，或“In太st饭ru蝴me贯nt岂s咐ba弊se宁d悲mi滥cr景oc穷om逝pu驼te年r”更贴责切些畜。图1娃-4墙给出苍了一木台实故时采奥样数象字存答储示泡波器姐（DS毒O）样机库组成荒框图厨，它托是典济型智爸能（μP）化仪也器系训统。第四疑节现代姻自动灿测试石系统救类型图1旺-4锄数字岭存储券示波卖器样是机组椅成PCA6154单板微机ISA总线μpcVin2EXTμpcACQEN光耦TRIARMSYSTRIACQENfwfwfsfs硬盘驱动固态电子盘μpcμpcμpcμpcμpcGPIB总线Vin1CH1（与CH2相同）模拟电路数字电路CH2调理外触发调理主触发器ADC数字时基采集RAM模拟控制接口数字控制接口触发调理CPUROMDRAMSSDVGAFDDIDEPS2COM1COM2GPIB口TFT屏软盘驱动键盘、鼠标仪器面板盘信号采集测试功能嵌入式μP监控系统DOS监控程序第四懒节现代批自动税测试沉系统扁类型四、模块对式仪弟器系贸统程控龟仪器汽＋标拴准外臭总线矮＋测克控计朱算机=积木宇式自经动测级试系清统测试遥功能颠件＋脉内总颠线＋凳嵌入短式μP系统=智能丹化仪呆器系徐统将仪器叨中的袭测试杀功能痰电路耗板模负块（牧插件熄）化田，插欲入计供算机许内总猴线槽焦上，淹组建拥计算滥机辅姓助测掉试系政统。19牛80年某丽些仪咐器厂答家研堤制单拾卡仪恳器（IA敬C—In六st麻ru厉me仗nt忙s—on—a—ca宰rd），就是赞最早枝的模碗块式震计算母机内武总线铲仪器送系统曲。19陪89旺国际夹上VX胀Ib哪us联合省体推拨出“VM啄Eb蹄useX冬te掉ns弟io坏nsfo转r骡In朽st谣ru堵me彻nt廉at剂io捞nVX悉Ib孙ussy第st磁em菌S苍pe罪ci减fi堂ca佳ti将on错.洁Re政vi朵si桂on炮1贸.3强”,电子旬测量牧领域里内的模块虽式仪央器自船动测擦试系患统标布准总跪线规约第四装节现代漏自动腊测试私系统碎类型图1-傅5为一队个VX骑I模块愧式仪陶器系备统示意非图。第四菜节现代类自动奏测试所系统次类型五、虚拟友仪器帜系统利用捉计算尤机强辽大的行图形讯工具适和在物线帮劳助功粘能，而建立铜图形某化的丙虚拟填仪器汇面板疤，以揭完成趟对仪姑器功阿能的叠控制独、数造据处嗽理和挎分析柜、显蜜示结丛果；歇则这臂种包汪含实胁际仪罗器操权作、醉使用仓信息森的软班件与PC机结郑合构聪成的喂仪器腥，就胸称为顿虚拟惰仪器因。虚拟称仪器薪基本处要素滚为：管可重夹配置性的测垮试功哲能模蜡块硬达件集此合体（或忧称是潜硬件搜平台湖），盼虚拟已仪器息软件粒包（旷或称享操作浸软件棵平台理）、念计算柱机系翅统和斧计算怪机与映硬件巴集合记体的它互联阴总线庸，如锄图1-米6所示诱。第四鸡节现代序自动稼测试自系统屯类型图1里-6甜虚怜拟仪叹器基顿本要姿素示滴意图输出信号信号输入总线操作软件平台应用软件包应用软件开发环境C、VB、LabViewLabwindows/CVI计算机系统仪器硬件平台DACDSPADCMEMVX午Ib挎us谢、G逢PI肥B接口安驱动冬软件仪器愚驱动波器虚拟爆仪器掏基本脸要素狮示意互图第四芦节现代繁自动度测试扩系统线类型将完搁整仪波器模亿块组获合在骗一起近，配挪以适馅当的柿虚拟私仪器踩软件亩，可庄以组够建成释庞大抬的多丙功能钳、多逆参数亮、高棋性能题的自检动测内试系届统。想在某辆些场程合下劈燕，由余原始称功能西模块梦构成棉小系护统，欧借以嚼软件槽来重成新组钉合，通可以救模拟采某些男特定神的仪征器。均例如葛图1-馋7电压锋表SH乳—AD科CDS和P示波斗器频谱爹仪DA锯CADS显P脉冲撕发生函数发生任意寇波发蠢生图1袍-7吼虚事拟仪屑器功早能示条意图15顾.6慎0A第五枝节网络惭化测布试技轰术两个浊问题傲摆在忌测试宋工程程师面近前：（1）异卖地测删试系盯统间骆通信遵怎样勒解决依？（2）GP箱IB和VX从Ib释us是测沫试领李域专赛用接船口总谎线，锡计算瞧机是门通用疑的工练业产绣品。壤通用什的计乞算机由发展然快、鸡价格插低、谈测试田专用叹总线屯发展甲慢、休成本橡高。量两者抄在发蹈展上指无法钢匹配湾？从拓装展测伍试设凭备定咱义的佛角度参出发有，将柔从任猜何地雄点、在任容何时钓间都测能够肺获取舟到测删量数金据的千所有牢硬件、软件置条件及的有犹机集葬合，伤称为“网坚络化映测试距仪器袍”。使用揭网络桨化测朴试设序备，弱构造县网络扔化测变试环片境，励需要香解决氏那些躬问题火呢？迈先举建个例非子来厅说明殃。NI公司葛为用锦户提皮供了轧一种Et腊he氏rn侨et附--紧GP械IB控制再器:NI蒜G越PI唤B-培EN铅ET树/1岸00读。使用笑连接腾方式僚如图定1-污8示第五童节网络轧化测丝式试技提术图1疼-8呜示EthernetInternet网络GPIB-ENET/100GPIB总线仪器1仪器nGPIB-ENET/100仪器1仪器n┅┅PC工作站EthernetEthernetIntranet应用GPIB总线第五芦节网络复化测戒试技匪术通过蹲上述共举例倚说明惨要解锈决好廊如下撒几个响问题拔：（1南）网时际间划协议杠的转披接（a）物理评层和香数据旱链路齐层（b）网络狸层以窄上（2俱）操档作系顽统（3赛）测蜓试应叼用程串序开琴发环掩境软监件系春统（4嫁）注各意支让持测茎试系若统操方作的蛾实时济性自动塞测试组系统抚网络燥化是钟可能蜓的，稻有人兆认为奶网络工化测萌试技趋术是矮一种鹿涵盖省范围壶更宽字、应福用领尊域更裙广的湖全新战现代猪测试闲技术方，是匹今后颠测试燥技术照发展疯的必仁然方劝向之石一。祝但就练目前使来说裹，还件只能予借助拢现在安广泛令流行维的、哭先进俭的计棚算机冈网络好技术铜。(1捐)(2撒)(3境)AT伯S第六很节自动四测试杠软件重平台舟技术广义迁上讲搂，除屑测试诱应用灵软件趴外，隙还包急括：储计算脊机操鲜作系俗统、书测试么编程胳语言尺、数醒据库我软件顺和程罪序诊龙断软贞件等袜等，偏它们落的集首成可勤称为速“自烂动测访试软无件平篇台”删。使用忙测试超扩充痛编程雹语言纷，但洋明显宫存在持不足苦：（1）掌申握至栋少一两种编占程语艇言和海编程耕方法瘦；（2）掌底握不睡断发蓬展、弊更新吹的多闭种程泛控仪皆器的德数字汽接口灭和千肉变万晃化的卵程控雪命令厚代码拢；（3）软废件工救程师山的劳训动成代果仅骆能在靠特定AT峡S上运勿行，类几乎低不能坛移植甜、扩毙展。各行暮各业鹿提出疏：“眯软件陆自动帅生成枣”。图形泥编程拴软件乐、图池形化