一种整机测试系统的设计与实现

杨涛+毛凯锋+李建英+李帅

摘要： 该文介绍了一种整机测试系统的设计与实现。建立基于虚拟仪器的调试测试设备，通过PXI总线完成对数字信号和高速数字IO的控制，通过程控电源、示波器、数字万用表、AFDX卡等测试测量设备对测试对象进行全自动的测试，可生成测试报表并查询测试结果。

关键词： UUT；STE；ATP；ATE

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）34-0235-03

Abstract： This paper presents a design and implementation of a complete machine system test. Based on virtual instrument commissioning test equipment，through PXI bus to complete control of the digital signal and high speed digital I/O ， through the programmable power supply ，test equipment such as oscilloscope ，digital multimeter ， AFDX card for automatic test of the test object， it can generate test reports and check the test results.

Key words： Unit Under Test；Special Test Equipment； Automatic Test Program；Automatic Test Equipment

为了提供研制工程处理机（以下简称为UUT）的测试环境，提高测试自动化程度，提高生产效率和产量，研制整机专用测试设备（以下简称为STE），用于完成UUT的测试。测试系统根据被测设备的测试方法提供了硬件环境和软件测试程序集，测试完成后自动保存测试结果，方便测试人员分析和查询。根据工程处理机（UUT）的功能和测试要求，测试设备具备UUT综合测试、整机ATP测试、系统自动测试。

1 设备组成

1.1 硬件组成

测试系统通过程控电源实现2路28V电源供电。

使用数字万用表实现电源检测接口的检测。

供电电源的“28V地”信号经过适配器中信号继电器组与UUT离散量输入信号端口连接；通过NI6509板卡中数字IO作为信号继电器的吸合和断开的控制信号，满足“28V地/开路”离散量信号的输出。

计算机程控电源输出16V-24V电压值，电流1A-2A，信号经过适配器中的功率继电器组与UUT毁钥输入信号端口连接；通过NI6509板卡中数字IO作为功率继电器的吸合和断开的控制信号，满足电流型“20V/开路”信号的输出。

UUT输出的28V地/开离散量信号经过适配器进入NI-6528板卡的60V离散量隔离数字采集通道，被测试设备采集。

API-FDX-2通信仿真卡是双通道的，每个通道与以太网交换机连接，实现AFDX网络接口的建立。

工控机上的以太网（100M，1000M）与以太网交换机连接，实现以太网总线接口的建立。

与工控机以太网口连接的以太网交换机中，分出一路以太网口与N-Port交换机连接，实现串口总线接口的建立。

1.2 软件组成及功能

本系统基于NI LabVIEW平台开发。NI LabVIEW是支持WIN2000框架的图形化软件编程平台，它将简单易用的图形化开发方式和灵活强大的编程语言的优势合二为一。系统软件由系统自检、参数配置、系统测试、报表生成、数据处理、系统帮助等模块组成。

1.2.1 系统自检模块功能

a） 完成设备硬件的模块级自检；

b） 完成设备内部各个输入输出信号的通道级自检。

1.2.2 参数配置模块功能

a） 设置测试人员信息；

b） 设置电源偏置、测试项及测试判据。

1.2.3 系統测试模块功能

a） 按顺序测试各个被选项，实时显示测试结果；

b） 保存测试结果到指定路径。

1.2.4 报表输出模块功能

a） 对模块各个测试的测试结果生成word文档的测试报表；

b） 测试报表包含测试时间、测试模块的型号、编号，测试人等信息。

1.2.5 数据处理模块功能

回放、处理被保存的数据。

1.2.6 系统帮助模块功能

对设备软硬件的操作进行帮助说明。

2 软件操作流程

2.1 系统准备

a） 打开PXI机箱电源，再打开工控计算机电源；

b） 一般设备需预热15分钟后，才可开始测试。

2.2 软件启动

从“开始”的“程序”组中找到“整机测试系统”项，运行测试程序。 系统主操作界面如图2所示。

在主操作界面上包括菜单按钮区域，测试信息区域。

其中系统菜单包括：用户登录、系统自检、综合测试、ATP测试、ATE测试、数据处理、报表生成、帮助及退出。测试信息区域包括：测试日期、测试时间、操作员姓名，其中测试时间和测试日期是自动更新的，而操作员姓名需要操作人员录入。

2.3 各模块操作

软件启动后，进入登录界面。用户输入正确的账号、密码后进入主操作界面。单击系统菜单中的按钮即可进入相应模块的操作界面。endprint

2.3.1 用户登录

用户登录用于加强软件管理的安全性，防止不相关人士任意使用测试系统，造成不必要的损失。

测试系统软件启动后，弹出用户登录界面，如图3所示。点击“用户名”的下拉菜单，选择账号名称或输入用户名。然后输入密码，单击确定按钮进行登入操作。用户名、密码输入错误时，系统软件弹出“用户名、密码输入有误”的提示框；反之，系统软件进入测试主界面。

单击用户登录界面的退出按钮，退出测试系统。

2.3.2 系统自检

单击界面上方的“自檢”菜单项，进入系统自检操作界面，如图4所示。

自检模块分为两个部分：模块级自检和通道级自检。点击左上角的标签即可在两个功能间切换。点击自检按钮，即可进行各个模块的自检。

2.3.3 综合测试、ATP测试、ATE测试

单击界面上方的“测试/综合测试”菜单项，进入综合测试操作界面，如图5所示。

ATP测试、ATE测试和综合测试的软件操作步骤基本相同。

综合测试界面弹出后，系统软件自动加载上一次的测试项选择文件。其他操作步骤如下：

1） 展开测试项树形结构，选择/取消测试项；

2） 点击全反选按钮，全选/全不选所有测试项；

3） 点击确认按钮，确定所选测试项。被选项的名称、标准值显示在界面右方的表格中；

4） 点击导入按钮，弹出文件路径选择对话框，导入测试项选择文件；

5） 点击导出按钮，弹出文件路径选择对话框，保存当前测试项选择状态到指定文件；

6） 点击参数配置按钮，弹出参数配置界面；

7） 选择好测试项后，点击开始测试按钮，系统按照所选项的序列逐个测试。同时，每个测试项的实测值及结论实时显示在右方的表格中；

8） 测试完成后，点击报表输出按钮，系统将测试结果生成测试报表文件。

2.3.4 报表生成

点击测试界面下方的报表输出按钮，系统将测试结果生成测试报表文件。基本性能测试结束后，选中并单击“报表输出”按钮，立即生成测试UUT基本性能的测试结果，并按照相应格式生成Word文档，之后返回主操作界面。

2.3.5 数据处理

点击“历史测试查询”按钮进入历史测试查询操作界面，如图6所示。

点击“查询条件”在下拉选项中选择所要查询的条件，并在下边对应的下拉选项“被测机型号”或“操作员”或“起始时间”中输入相应条件，然后点击界面下部“测试信息查询”按钮，即在界面左边表格中显示按照所输入条件在数据库中查找到的测试信息。在这些测试信息中，如果需要察看某一次的详细的测试内容和测试结果，那么在表格中点击这一行列表，那么这行列表的第一个字符框变红，此时点击“测试结果查询”按钮，在右边表格中显示此次的测试内容和测试结果。点击“生成报表”按钮，可以将此次测试内容生成Word格式的报表。

点击“返回”按钮返回测试主操作界面。

2.3.6 帮助

系统的帮助提供了测试系统关于正确进行测试配置和系统测试的完整的帮助文件。

2.3.7 系统退出

单击界面上方的退出菜单项，关闭测试系统。

3 系统定期维护保养

1） 定期通电、自检；

2） 注意系统的防尘、防潮、确保使用环境中无腐蚀气体；

3） 若本系统经常使用，应每个月检查一次病毒。

4 常见故障及维修方法

在本系统软件的安装与使用过程中可能出现的故障以及相应的解决处理方法如下。

4.1 系统启动时，没有发现硬件板卡

在本系统软件启动的时候会对硬件板卡进行自检，这时如果发现板卡状态不正常或无法使用，就有出错信息会提示出错的板卡型号，以及错误原因，用户可能需要按照所给出的板卡型号对相应的板卡重新配置。

4.2 输入配置参数错误

程序的运行期间，在对系统功能参数进行配置的过程中如果有输入参数值无效的情况，就会弹出输入参数错误的提示。一般按照提示信息重新输入设置参数就可以了。

关于输入参数的具体有效输入范围视每个状态下的情况而定。由于输入参数有效取值范围在软件设计阶段就已经设定好了，所以一般不推荐修改源程序中的输入参数有效取值范围。

5 结束语

本文介绍了一种整机测试系统，该系统能够进行UUT综合测试、整机ATP测试、系统自动测试。本系统基于NI LabVIEW平台开发。系统软件由系统自检、参数配置、系统测试、报表生成、数据处理、系统帮助等模块组成。该整机测试系统的研制，显著提高了测试的自动化程度、生产效率和产量，应用前景广阔。

参考文献：

[1] 王莎莎.电子设备自动测试系统的通用性设计[J].计算机测量与控制，2012，20（3）：642-647.

[2] 陈雷，张志巍. 基于PXI 总线的某智能弹药电参数测试系统设计[J].计算机测量与控制，2012，20（4）：1008-1010.

[3] 万能.PXI 总线测试系统的设计和开发[D].西安：西北工业大学，2001.

[4] J.W.Cangussu，Raymond A.DeCarlo，et al.A Formal Model of the Software Test Process[J].IEEE Transactions on Software Engineering，2002，28（8）：782-796.

[5] J.W.Cangussu.A Stochastic Control Model of the Software Test Process[J].Software Process，2004，9（2）：55-56.

[6] Mitra A.Stochastic Modeling and Optimal Control for System Testing of Software[D].VU Unversity，2013.

[7] Srikanth H，Williams L，Osborne J.System test case prioritization of new and regression test cases[J].IEEE International Symposium，2005，5（14）：10.endprint