越來越多的測試和制造工程師依靠軟件來快速高效地完成其工作職責。在Aspencore(前稱UBM)2015年開展的一項測試和測量調(diào)查中，有一半?yún)⑴c調(diào)查的測試工程師特別提到接口/可用性是現(xiàn)代測試設備亟需改進的一個主要方面。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發(fā)，但最終結(jié)果是大量不同的軟件工具不能在整個構(gòu)建、部署和維護測試系統(tǒng)的軟件工作流程中相互支持和操作。在整個產(chǎn)品開發(fā)過程中，您的工具必須在設計時考慮到互操作性，否則您可能要自己承擔工具集成的費用，浪費時間在互操作性問題上，而不是解決實際業(yè)務挑戰(zhàn)和開發(fā)產(chǎn)品。
為了高效地滿足嚴格的時間期限，您不僅需要足夠的軟件抽象來簡化常見任務以及實現(xiàn)代碼復用，還需要能夠進行一定程度的底層控制，以便在適當階段針對特定測試進行具體的自定義。沒有一個軟件可以完美地兼具這兩點。因此，為了最大限度地發(fā)揮您的工程設計潛力，請采用可同時提供這兩個功能的軟件平臺。
在過去的四十年里，NI以軟件為中心的開放平臺幫助測試和制造工程師提高了生產(chǎn)力，這個平臺經(jīng)過專門設計，利用了模塊化硬件，并擁有一個龐大的生態(tài)系統(tǒng)。通過使用軟件對硬件進行重新配置，工程師們提高了測試系統(tǒng)的靈活性，并能夠更快速地將他們的想法變成現(xiàn)實。隨著最新版本的LabVIEW NXG和SystemLink?的推出，NI進一步幫助工程師在整個測試工作流程中加速開發(fā)和提高效率。盡管越來越多的供應商已經(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(jié)合在一起。作為唯一一家為從FPGA I/O引腳到遠程測試系統(tǒng)管理均提供了相應軟件的供應商，NI正在變革構(gòu)建測試系統(tǒng)的工作流程。
圖1. NI軟件工具在構(gòu)建、部署和維護測試系統(tǒng)的整個工作流程中可以相互支持和操作
設計和采購測試系統(tǒng)
面對緊迫的發(fā)布時間期限和嚴格的項目時間表，您必須采用既能夠解決當前新測試系統(tǒng)需求、又能夠讓您的團隊適應未來各種、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、開關拓撲結(jié)構(gòu)、大規(guī)模互連、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發(fā)的瓶頸。為了簡化初始系統(tǒng)設置，NI系統(tǒng)出廠時會在新控制器上安裝選定的軟件環(huán)境和必要的硬件驅(qū)動程序。這樣，您可以將時間花在思考測試需求上，而不是安裝驅(qū)動程序。
配置和驗證您的設置
工程系統(tǒng)通常會用到來自多個供應商具有不同軟件功能的儀器。通過查看用戶手冊來了解子菜單配置信息，并在網(wǎng)上搜索最新版本的設備驅(qū)動程序可能會讓人抓狂，尤其是當供應商提供不一致的使用體驗時。使用軟件開發(fā)的應用程序應與其硬件系統(tǒng)緊密結(jié)合，使用戶獲得一個統(tǒng)一的管理解決方案來簡化這種基本關系。NI通過最新版LabVIEW NXG引入了一個新的圖形工具，能夠以可視化方式配置物理系統(tǒng)。該工具稱為SystemDesigner，將硬件配置、診斷和系統(tǒng)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發(fā)效率，同時還可以在一個環(huán)境中完整地管理硬件以及軟件開發(fā)。如果沒有安裝特定的NI或第三方驅(qū)動程序，SystemDesigner將指導您通過NI軟件包管理器(NI Package Manager)安裝必要的驅(qū)動程序，這是一個基于行業(yè)標準軟件包格式的新接口。
圖2. LabVIEW NXG支持軟件開發(fā)的硬件管理和系統(tǒng)文檔
完成初始設置后，下一步就更簡單，也就是驗證產(chǎn)品是否滿足所有設計要求。在整個測試開發(fā)過程中，快速查看交互式測量結(jié)果是非常重要的，比如DMM讀數(shù)或示波器顯示的數(shù)據(jù)，這主要用于信號連接的初始測試和調(diào)試以及測量精度的驗證。通過SystemDesigner，您可以啟動NI模塊化儀器的軟面板，以交互方式監(jiān)測和控制硬件。某些儀器還可直接連接到PC來加載和存儲波形或針對特定設備的配置，以簡化調(diào)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，實現(xiàn)驗證過程大部分步驟的自動化是非常有必要的。
儀器自動化
在驗證某個設計的初始電路板時，某些測試需要重復運行的可能性很高。多次手動進行相同的測試不僅單調(diào)乏味，而且更重要的是從商業(yè)角度看效率低下。如果一個研發(fā)團隊的基本目標是完全驗證某個設計并將其快速發(fā)送給制造團隊，那么團隊的寶貴時間應該主要用在需求和工程設計調(diào)整上，而不是浪費在可以自動化的常規(guī)任務上。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。這里的關鍵就在于應用專業(yè)領域知識的同時，不會受限于所選擇軟件的語義和編程結(jié)構(gòu)。
LabVIEW NXG提供了圖形化編程方法，可讓您按照腦中所想進行編程，并通過連接函數(shù)塊來構(gòu)建應用程序的邏輯。此外，用戶界面(UI)的設計通過拖放方法進行了簡化，可幫助您直觀地為測試代碼創(chuàng)建專業(yè)的用戶界面。最新版本的LabVIEW NXG進一步將這些功能從桌面擴展到了網(wǎng)絡，即使您沒有Web編程經(jīng)驗，也可以設計和部署基于Web的UI，在任何現(xiàn)代Web瀏覽器中運行測試代碼，而且無需插件或安裝程序。使用LabVIEW NXG Web模塊這一新功能，您可以通過各種設備和操作系統(tǒng)遠程監(jiān)控測試，并與同事共享信息，這對于長時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的用戶界面，并在任何現(xiàn)代Web瀏覽器中運行測試代碼，無需插件或安裝程序
擴展至生產(chǎn)測試
當產(chǎn)品從研發(fā)驗證轉(zhuǎn)移到最終的生產(chǎn)測試時，盡可能減少器件測試時間對于最大化總單位產(chǎn)量至關重要。設計驗證和生產(chǎn)之間的儀器復用可減少這兩個階段之間進行測量數(shù)據(jù)關聯(lián)所需工作，同時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足制造商的期望;測試方法必須進行擴展才能滿足吞吐量需求。盡管大部分相同的代碼可以而且應該重復利用，但仍需要一個位于軟件堆棧上層的抽象測試管理工具來將所有相關的自定義測試組合成一個統(tǒng)一的測試序列，以更高效地測試設備，甚至同時測試多個設備，以滿足其規(guī)格要求。從零開始構(gòu)建這樣一個測試執(zhí)行軟件是非常麻煩的，而使用商用現(xiàn)成解決方案則可節(jié)省大量開發(fā)工作，并可進一步縮短上市時間。
TestStand是一個現(xiàn)成即用的測試管理環(huán)境和框架，可簡化生產(chǎn)測試系統(tǒng)的設計。 TestStand可以調(diào)用幾乎任何編程語言編寫的代碼模塊，使您的團隊可以重復使用LabVIEW NXG和LabVIEW 2017等圖形化語言以及C、C#和Python編寫測試程序。該環(huán)境抽象了關鍵生產(chǎn)測試功能(如報告、數(shù)據(jù)庫記錄和并行執(zhí)行)的開發(fā)，同時允許在需要時進行底層自定義。通過采用測試執(zhí)行系統(tǒng)(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(gòu)，您將擁有一個可擴展且靈活的架構(gòu)，而且從長遠來看，易于開發(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對一個模塊化測試應用程序進行了標準化，最終將年度維護和新產(chǎn)品開發(fā)成本降低了一半以上。
圖4. TestStand解決了成本和效率問題，提高了測試系統(tǒng)的總吞吐量
部署和維護測試裝置
大多數(shù)大型測試系統(tǒng)并不會采用孤立的架構(gòu)，它們通常代表多個測試點或整個生產(chǎn)車間的解決方案。完成測試后，手動部署測試序列及其所有必要的依賴關系對于工程師的邏輯要求非常高。假設您已經(jīng)手動完成20臺測試系統(tǒng)的部署安裝，但卻很快發(fā)現(xiàn)，您必須重新部署測試序列，才能對20臺測試系統(tǒng)進行一個小的修改。想象一下測試系統(tǒng)的數(shù)量增加到1000臺時的情況。
TestStand通過其內(nèi)置的部署實用程序簡化了這個過程，該實用程序在部署測試序列時會同時部署其代碼模塊和所需的運行驅(qū)動程序。您還可以使用自己熟悉的開發(fā)環(huán)境來創(chuàng)建自定義操作界面(OI)，以便使用測試序列進行部署?；谟脩羯矸蒡炞C，TestStand不僅可以讓軟件架構(gòu)師訪問底層執(zhí)行細節(jié)，也可以簡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，并自動將合格/不合格結(jié)果保存到磁盤中。
對于大型分布式系統(tǒng)，SystemLink這款全新NI軟件產(chǎn)品有助于協(xié)調(diào)大規(guī)模軟件部署、跨硬件管理驅(qū)動程序版本以及監(jiān)測系統(tǒng)診斷。中央服務器節(jié)點通過網(wǎng)絡連接安全地管理分布式端點，并簡化NI和第三方軟件將軟件包大規(guī)模發(fā)布到目標系統(tǒng)的過程，顯著減少了與系統(tǒng)管理功能相關的管理負擔和物流成本。
圖5. SystemLink通過中央Web應用程序幫助管理分布式系統(tǒng)
軟件是關鍵
每個公司的產(chǎn)品開發(fā)周期各有其要求。許多公司會多次重復產(chǎn)品驗證階段，以達到確保產(chǎn)量的拐點，在這個過程中可能會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)量預測這一點并無法全面部署生產(chǎn)測試系統(tǒng)。畢竟，如果每個公司的開發(fā)周期都是一致的，每一次都是百分之百成功，那么市場如何維持一種動態(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工具平臺，在產(chǎn)品突然增加功能或提高規(guī)格以保持競爭力時，可以進行正確的調(diào)整。雖然我們當然會盡量在產(chǎn)品開發(fā)周期中盡可能地處于主動地位，但現(xiàn)實要求我們必須保持靈活性。作為工程師，我們已經(jīng)意識到這個挑戰(zhàn)，我們不能讓工具成為瓶頸。
LabVIEW NXG、TestStand和SystemLink這些NI軟件始終陪伴著您構(gòu)建、部署和維護測試系統(tǒng)的整個工作流程。除了這些產(chǎn)品的各自創(chuàng)新之外，這些產(chǎn)品還體現(xiàn)了NI持續(xù)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鍵，但NI在軟件上的投資已經(jīng)穩(wěn)定增長了幾十年。讓軟件之間互操作性幫助您加速工作流程，更智能地進行測試。
關于NI?
?NI()以軟件為中心的平臺集成了模塊化硬件和龐大的生態(tài)系統(tǒng)，助力工程師和科學家應對各種挑戰(zhàn)。? 這一久經(jīng)驗證的方法可讓用戶完全自主地定義所需的一切來加速測試測量和控制應用的系統(tǒng)設計。 NI解決方案可幫助用戶構(gòu)建超出預期的高性能系統(tǒng)，快速適應需求的變化，最終改善我們的生活。
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