当测试测量改变时如何稳定时钟速度

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 当测试测量改变时如何稳定时钟速 度 人们普遍存在的一个误解就是测 试数据不是合格就是无效，但事实并非 如此。尽管功能固定的传统仪器仅将结 果发送回测试系统的主机 PC，但是仪 器内部其实进行了大量看不见的信号处 理。仪器的处理器决定了测量速度。这 一点尤其适用于需要信号处理密集型测 量的应用，如射频、声音和振动，以及 基于波形的示波器。 中国论文网 /8/view-12767999.htm 例如，即使是市场上最快速的 FFT 频谱分析仪，实际花在信号采集的 测量时间只有 20%；剩下的超过 80%的 时间花在根据给定的算法处理信号。如 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 果按照这样算，5 年前发布的工具花在 信号处理的时间就更多了。信号处理最 高可占用 95%的测量时间。由于每年都 投资全新的仪器产品组合并不现实，因 此公司普遍都在使用过时的测试设备来 测试现代的复杂设备。结果，大多数测 试部门面临着一个较大的性能缺陷：系 统的处理能力无法满足其实际处理需求。 模块化测试系统具有三个主要和 独立的组成部分：控制器、机箱和仪器。 控制器的工作方式类似于工业 PC，并 包含系统 CPU。这种方法的主要好处是 可以采用最新的处理技术来替换 CPU， 同时保留测试系统的其他组件（机箱/背 板和仪器） 。对于大多数情况，模块化 测试系统可以在不更换仪器的同时升级 处理性能，从而具有远超过传统仪器的 使用寿命。 模块化和传统仪器均依不赖于处 理器技术的进步来提高测试速度，相比 传统仪器，模块化系统的升级更为灵活 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 和经济。 处理器市场的变化 2005 年，Intel 向主流市场推出 了第一款多核处理器 Intel Pentium D 处 理器。习惯于利用不断提升的处理器速 度的软件开发人员被迫开始考虑新的并 行编程技术。游戏和视频渲染等特定行 业快速采用并行编程技术，而其他行业 则相对较晚。 遗憾的是，就采用并行编程技术 而言，自动化测试工程师属于晚期从众 者一类。这可能是由于多种原因，但也 许最大的原因是他们没有动力去重新设 计多核处理器的软件架构。到目前为止， 大多数的自动化测试工程师们利用英特 尔睿频加速等技术来提高四核处理器中 每个内核的速度和减少顺序软件架构的 测试时间，但这种技术正处于停滞不前 的状态。散热等许多因素阻碍了处理器 速度的提升。为了降低功耗及提升性能， Intel 和其他处理器制造商开始转向多核 技术，例如 Intel Xeon 处理器具有 8 个 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 逻辑内核。这样便产生了具有与前一代 处理器时钟速度相当的新一代处理器， 但却具有更多的计算内核来处理数据。 可能采用多核处理器的应用 某些测试应用领域率先采用了多 核处理器技术。在 2015 年麦克林报告 中，IC Insights 研究人员对半导体市场 的多个领域进行了研究，包括该市场的 经济学。他们在报告中指出：“对干部 分复杂的芯片，测试成本可能高达总成 本的 50%，而且测试时间也在日益增加。 ”他们还指出： “并行测试已经成为而且 将继续成为降低成本的主要手段。 ” 类似的研究也表明，人类每天在 处理多个任务活动时面临着低效问题， 系统在并行执行测试时面临着开销问题。 在半导体测试中，测试经理使用测试系 统的并行测试效率（PTE）来衡量其开 销。如果采用正确的测试软件架构，增 加测试系统的可用处理内核可有效提高 特定测试例程的 PTE。尽管测试经理在 投资自动化测试系统时必须考虑多个因 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 素，例如车间面积、每小时最佳零件处 理量以及资本费用，但是提升系统的并 行处理性能通常可提高 PTE，进而对商 业结果产生积极影响。 但半导体行业并不是唯一采用并 行测试的行业。现在基本上找不到一次 性测试设备数量低于 4 台的无线测试系 统。多核处理器也将影响任何需要测试 设备的无线连接或蜂窝通信协议的行业。 而且一般来说，每个新通信协议的测试 算法比之前的协议更消耗处理器。正如 多核处理器有助于提高半导体测试系统 的 PTE，提高处理内核与协议和待测设 备之间的比例也可进一步减少测试时间。 应用软件 在测试测量中，软件已经从一个 小角色演变为主角。基于上述 CPU 市 场的变化，测试工程师在试图实现并行 测试软件架构中面临着更加严峻的挑战。 如果使用 C 或 C+等通用编程语言，正 确实现并行测试技术往往需要员工们数 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 以月计的开发时间。现在产品上市时间 已经成为最重要的指标，测试管理人员 和工程师必须尽可能提高开发人员的生 产力。采用应用专用测试代码开发软件 （例如 NILabVIEW）和测试管理软件 （例如 NITestStand）可帮助商用软件 公司的测试部门将并行处理和线程切换 等行政工作移交给软件研发人员，使得 测试工程师能够将精力放在对设备测试 最为重要的代码上。 为未来做好准备 过去 10 年设备的复杂性以超常 的速度增长，而且消费者对高品质产品 用户体验的预期不断增长，这迫使制造 商竭尽全力设计和测试有竞争力的产品。 测试工程师必须测试这些产品，并