1．前言
ATS的發(fā)展經(jīng)歷了從專用型向通用型的轉(zhuǎn)變。早期的自動測試系統(tǒng)主要針對具體的被測對象型號或系列。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛應(yīng)用，致使各種武器裝備的結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，種類不斷增多。武器裝備復(fù)雜性的提高，使得檢測設(shè)備的數(shù)量與種類也越來越多。這些設(shè)備互不兼容，缺乏互操作性，測試資源重復(fù)配置、利用率低。給武器裝備的技術(shù)保障及機(jī)動作戰(zhàn)的實(shí)施帶來了許多困難。因此，近十幾年來，通用自動測試系統(tǒng)的開發(fā)成為主流。
2．ATS的通用性屬性
通用性描述了ATS的一種屬性，這種屬性可使TPS（測試程序集）在另一型ATS上運(yùn)行并順利完成UUT（被測裝備）測試及故障診斷。通用ATS注重于采用公共的測試資源去適應(yīng)不同的測試需要，可以大大提高ATS的測試覆蓋范圍，提高系統(tǒng)間的兼容能力。通用性設(shè)計(jì)還可以將測試資源充分利用，降低維修費(fèi)用。以美國海軍的CASS(聯(lián)合自動化支援系統(tǒng))為例，它采用了通用性的設(shè)計(jì)思想，使美國海軍原有的九十多個中間級電子設(shè)備綜合測試站減少到了五個，并可在世界范圍內(nèi)滿足倉庫、場站和基地級測試維修等多方面的使用需要。
通用ATS系統(tǒng)分為通用系統(tǒng)硬件和通用系統(tǒng)軟件兩部分。通用系統(tǒng)硬件包括人機(jī)接口資源、激勵源、測量儀器、開關(guān)資源以及UUT對應(yīng)的接口組成。通用系統(tǒng)軟件包括操作系統(tǒng)平臺、儀器驅(qū)動函數(shù)和測試程序開發(fā)環(huán)境。ATS系統(tǒng)通用性實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)是系統(tǒng)及系統(tǒng)間硬件及軟件接口的標(biāo)準(zhǔn)化。包括系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化、軟件結(jié)構(gòu)及軟件基礎(chǔ)構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化、TPS編程語言的標(biāo)準(zhǔn)化以及系統(tǒng)信號接口的標(biāo)準(zhǔn)化等。
3．系統(tǒng)通用性的硬件的實(shí)現(xiàn)
硬件方面，通用測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則是使ATE（自動測試裝備）本身資源配置最大化，能夠覆蓋各種UUT的測試需求。不同的武器裝備的測試需求差別很大，但如果能根據(jù)ATS的裝備情況及UUT的測試需求，在費(fèi)用合理、系統(tǒng)規(guī)模合理的情況下是可以求得UUT測試需求并集的。在求得UUT測試需求并集的的情況下，配以相應(yīng)的卡式儀器及其它設(shè)備，即可搭建系統(tǒng)的硬件平臺。此外，為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的通用性，硬件設(shè)計(jì)與集成過程應(yīng)充分考慮系統(tǒng)的適應(yīng)性和擴(kuò)展能力，并采用標(biāo)準(zhǔn)化的測試集成方式，不僅要定義標(biāo)準(zhǔn)的信號接口，而且對測試系統(tǒng)中開關(guān)系統(tǒng)的布局、開關(guān)系統(tǒng)與測試資源的連接、測試系統(tǒng)的接地與屏蔽、可靠性與安全性設(shè)及等關(guān)鍵技術(shù)都要制定嚴(yán)格的規(guī)范。
3．1系統(tǒng)的硬件組成
一般而言，通用自動測試系統(tǒng)的硬件平臺組成如圖1所示，主要包括：測試控制器、激勵資源、檢測資源、開關(guān)系統(tǒng)與信號接口裝置。測試控制器實(shí)現(xiàn)自動測試系統(tǒng)中各種激勵資源、檢測資源和開關(guān)系統(tǒng)的自動配置，并決定其工作方式、狀態(tài)、功能和參數(shù)，控制測試信號的通道選擇與切換。測試系統(tǒng)與被測單元的信號交聯(lián)則是通過信號接口裝置實(shí)現(xiàn)[1]。
圖1 自動測試系統(tǒng)的硬件組成
3．2信號接口裝置的通用性設(shè)計(jì)
UUT和ATE的接口問題一直是通用ATS開發(fā)的關(guān)鍵問題。為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的通用性，ATE上的測試接口需采用針對多種被測單元的通用接口，測試資源不直接與被測對象UUT相連，而是通過連接器—適配器結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，如圖2所示。連接器連接測試資源；適配器連接UUT設(shè)備，適配器和連接器之間通過插座接口實(shí)現(xiàn)互連。檢測不同的測試對象只要更換相應(yīng)的接口適配器即可完成測試。
在適配器內(nèi)部封裝了信號調(diào)理模塊，可完成對被測信號進(jìn)行放大、濾波、提供電子負(fù)載、分配測試資源等功能。適配器結(jié)構(gòu)如圖3所示。根據(jù)被測對象的測試需求，選擇合適的適配器插槽與測試資源對接。
3．3開關(guān)系統(tǒng)在通用ATS中的設(shè)計(jì)
開關(guān)系統(tǒng)在通用ATS中實(shí)現(xiàn)被測單元接口與測試資源間的連接與通道切換，借助開關(guān)系統(tǒng)，ATS設(shè)計(jì)者可以充分利用有限的測試資源滿足被測單元測試信號完備性需求，同時(shí)，開關(guān)系統(tǒng)是ATE系統(tǒng)中信號連接的樞紐，開關(guān)系統(tǒng)的性能直接影響ATE的指標(biāo)和功能。因此，開關(guān)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和配置是ATE硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
首先，對開關(guān)系統(tǒng)的選取要根據(jù)測試信號的種類和參數(shù)，根據(jù)不同信號的信號頻帶、耐壓和電流等的承載能力等選取相應(yīng)的射頻開關(guān)、功率開關(guān)等。其次，采用模塊化可擴(kuò)展的開關(guān)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。采用這種結(jié)構(gòu)，不僅可以方便的擴(kuò)大開關(guān)系統(tǒng)規(guī)模，而且可以使開關(guān)系統(tǒng)向上兼容，有助于實(shí)現(xiàn)測試系統(tǒng)TPS的可移植性和互操作性。最后，選用具有開放商業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的開關(guān)系統(tǒng)模塊。具有開放標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品貨源多元化，品種系列化，維護(hù)和升級方便，有利于開關(guān)系統(tǒng)選型和對未來的技術(shù)支持。
4．系統(tǒng)通用性的軟件的實(shí)現(xiàn)
在提出了功能接口的基礎(chǔ)上，對相應(yīng)的測試儀器進(jìn)行封裝，是實(shí)現(xiàn)測試系統(tǒng)通用性必不可少的步驟。對測試儀器的封裝又分為兩種：對開關(guān)資源的封裝及對測試資源的封裝。
對開關(guān)資源的封裝主要為了自動實(shí)現(xiàn)測試通道的切換、控制相應(yīng)的通道自動連接和斷開。在前面的功能接口描述中，用戶在開發(fā)測試系統(tǒng)完成測試通道配置時(shí)會生成相應(yīng)的配置文件，配置文件里對所建立的通道有完整的描述。為此，對開關(guān)資源的封裝主要時(shí)完成對配置文件的解釋過程。下面，是在LabWindows/CVI開發(fā)環(huán)境下對某自動測試系統(tǒng)開關(guān)資源的封裝。共封裝了三個函數(shù)，儀器的初始化、關(guān)閉及通道配置部分代碼如下：
void switchinit( )
{
ViSession vichannel;
ViSession vipower;
pipx40_init ("PXI2::15::INSTR", 0, 0,&vipower);
jdz201_init ("VXI::16::INSTR", VI_FALSE, VI_FALSE, &vichannel);
}
//儀器初始化
void switchcloset( )
{
jdz201_close (vichannel);
pipx40_close (vipower);
}
//儀器關(guān)閉
void switchencapsulation(char *startpoint, char *terminalpointchar *filename,Boolean state)
{
point=strstr(itemname,"PSWITCH");
if(point!=NULL)
{
if(point[8]<=9 && point[8]>=0)
strncpy(switchnumber,&point[8],1);
if(point[9]<=9 && point[9]>=0)
strncat(switchnumber,&point[9],1);
Fmt(&intswitchnumber, "%d