一种面向信号的自动测试系统资源分配方法设计

　　本文针对ATS中TPS的可移植性差的问题，在ATML框架下研究了面向信号的自动测试系统结构，提出了一种面向信号的自动测试系统资源分配方法。该方法使用信号作为测试系统内信息传输的接口，通过信号匹配为UUT端口分配仪器资源，解决了传统的面向仪器的自动测试系统资源分配依赖硬件资源的问题，提高了 TPS的可移植性。

　　0引言

　　ATS（Automatic Test System，自动测试系统）能够对被测设备进行自动测试、故障诊断。传统的面向仪器的ATS中开发的TPS（Test Program Set，测试程序集）涉及对测试资源的直接访问，当TPS在不同平台之间移植或测试仪器资源改变时，测试程序需做大量改动，可移植性和重用性较差。

　　ATML（Automated Test Markup Language，自动测试标记语言）采用面向信号的结构对ATS进行标准化描述。

　　ATML将测试需求描述为UUT端口的测量/激励信号需求，测试资源能力描述为仪器资源端口的信号能力，通过信号匹配实现仪器资源的分配。测试执行过程中，测试程序根据仪器资源分配的结果，调用面向信号的仪器驱动实现测试操作。基于ATML开发的TPS中不包含任何针对硬件资源的操作，当TPS在不同平台之间移植时，资源分配模块能够重新为UUT端口分配测试仪器，提高了TPS的可移植性。

　　1仪器能力描述

　　ATML ATS关系图如图1所示。

　　在ATS中，仪器的主要功能是产生或测量UUT端口的需求信号。传统的测试仪器往往是功能单一的专用仪器，ATS中仪器数量众多，随着被测设备的增加，专用的测试适配器也越来越多，导致通用ATS的规模越来越庞大。近年来出现了以软件控制的、以功能组合方式实现的合成仪器技术，如Ai7技术，将7种仪器的功能由一个合成仪器模块来实现。本单位自主研发的可重构仪器资源的每个通道可以软件定义为AD/DA/计数器/DMM等常用的测试仪器资源，省去资源分配环节（信号开关矩阵）；同时，可重构仪器具备超宽量程，可以不使用接口适配器进行信号调理。

　　为了实现面向信号开发的TPS的灵活重载和仪器的独立，ATML不直接利用仪器的物理端口（Ports），而是在仪器描述文档内定义信号能力（Capabilities）和逻辑资源（Resources），通过能力到资源的映射（Capability-Map）和资源到端口的连接（NetworkList）实现不同的信号能力到仪器端口的分配。整个测试系统的能力是测试工作站中所有仪器能力的总和。

　　以可重构仪器中的万用表资源为例，其能力、资源和端口的映射关系如图2所示。

　　（1）定义仪器的信号能力

　　仪器的信号能力定义了仪器能够产生或测量的信号类型信息。仪器的信号能力使用STD的BSC（BasicSignal Component，基本信号组件）库和TSF（Test SignalFramework，测试信号框架）库进行描述，也可以使用BSC库和TSF库中基本信号的组合自定义测试需要的复杂信号。以直流电压测量能力为例，幅值范围为-400~400 V，精度为0.1%，其ATML描述如下：

　　（2）定义逻辑资源

　　逻辑资源定义了仪器内部的功能模块，用于连接仪器的信号能力与物理端口。图2所示的万用表资源包含4个逻辑端口：P1、P2、P3、P4.

　　（3）定义仪器的物理端口

　　物理端口定义了仪器的外部端口，图2中的端口：

　　HI、LO、Sense_HI、Sense_LO.

　　（4）将信号能力映射到资源

　　仪器描述文档中使用CapabilityMap元素描述信号能力与逻辑资源间的映射关系。其结构为：Capability-Map/Mapping /Map/Node/Path.通过增加Mapping元素，将多个信号映射到同一个资源，可以描述一个资源能够产生/测量多个信号，但是同一时刻只能产生/测量其中的一个信号；通过增加Mapping元素，将一个信号映射到多个资源，可以描述一个信号可以由多个资源产生/测量；通过在同一Mapping 元素中将多个信号映射到一个资源，可以描述一个资源能够同时产生/测量多个信号；通过在同一Mapping元素中将一个信号映射到多个资源，可以描述一个信号占用多个资源；通过在同一Map-ping元素中添加多个Map元素，可以描述信号与资源间多个端口的连接；通过在同一Map元素中添加多个Node 元素，可以描述信号与资源间一对多或多对一的连接；Path元素用于描述能力或资源端口在仪器描述文档中的位置。通过上述搭配组合，可以完成对具体仪器功能间相互依赖或约束等复杂关系的描述。

　　（5）将资源连接到物理端口

　　仪器描述文档中使用NetworkList元素描述逻辑资源与物理端口间的连接关系。其结构为：NetworkList/Network/Node /Path.通过增加Network元素，描述资源与端口间的多条逻辑连接线路；Path元素用于描述资源端口和物理端口在仪器描述文档中的位置。