测试测量技术发展趋势

1、测试测量技术发展趋势0 评级 | 0.00 out of 5 HYPERLINK javascript:window.print() 打印 概览作者：徐赟赟, 技技术市场场工程师师, NNI 中中国分公公司300多年来来，作为为测试测测量行业业的创新新者和虚虚拟仪器器技术的的领导者者，Naatioonall Innstrrumeentss一直致致力于为为工程师师和科学学家们提提供一个个通用的的软硬件件平台，用用于科技技应用和和工程创创新。伴伴随着测测试需求求的多样样化和复复杂化，这这种以软软件为核核心的测测试策略略正逐渐渐成为行行业主流流的技术术，并得得到广泛泛的应用用，在提提高效率率的同时时

2、降低测测试成本本。在新新兴商业业技术不不断涌现现的今天天和未来来，测试试测量行行业正呈呈现出五五个重要要的发展展方向。 目录 HYPERLINK /devzone/cda/pub/p/id/277#toc0#toc0 l toc0#toc0 趋势一：软软件定义义的仪器器系统成成为主流流 HYPERLINK /devzone/cda/pub/p/id/277#toc1#toc1 l toc1#toc1 趋势二：多多核/并并行测试试带来机机遇和挑挑战 HYPERLINK /devzone/cda/pub/p/id/277#toc2#toc2 l toc2#toc2 趋势三：基基于FPPGA的的自定

3、义义仪器将将更为流流行 HYPERLINK /devzone/cda/pub/p/id/277#toc3#toc3 l toc3#toc3 趋势四：无无线标准准测试的的爆炸性性增长 HYPERLINK /devzone/cda/pub/p/id/277#toc4#toc4 l toc4#toc4 趋势五：协协议感知知（Prrotoocoll-Awwaree）ATTE将影影响半导导体的测测试趋势一：软软件定义义的仪器器系统成成为主流流如今的电子子产品(像iPPhonne和WWii等等)已越越来越依依重于软软件去定定义产品品的功能能。同样样的，在在产品设设计和客客户需求求日益复复杂的今今天，用用于

4、测试试测量的的仪器系系统也朝朝着以软软件为核核心的模模块化方方向发展展，使得得用户能能够更快快更灵活活的将测测试集成成到设计计过程中中去，进进一步减减少了开开发时间间。通过软件定定义模块块化硬件件的功能能，用户户可以快快速实现现不同的的测试功功能，并并应用定定制数据据分析算算法和创创建自定定义的用用户界面面。相比比于传统统仪器固固定的功功能限制制和只是是“测试试结果”的的呈现，以以软件为为核心的的模块化化仪器系系统能够够赋予用用户更多多的主动动权，甚甚至将自自主的知知识产权权(IPP)应用用到测试试系统中中。(见见图1)在业界，被被认为是是最保守守的客户户之一的的美国国国防部在在20002年向

5、向国会提提交的报报告中指指出下一一代测试试系统(NxTTestt)必须须是基于于现成可可用商业业技术(COTTS)的的模块化化的硬件件，并同同时强调调了软件件的能动动作用。最最新的合合成仪器器(Syynthhetiic IInsttrummenttatiion)的概念念也无非非是经过过重新包包装的虚虚拟仪器器技术，将将软件的的开放性性和硬件件的模块块化重新新结合在在了一起起。在媒体界,电子子系统设设计杂杂志的编编辑Loouiss Frrenzzel先先生在他他最近关关于测试试行业趋趋势的文文章( HYPERLINK /Articles/Print.cfm?AD=1&ArticleID=1995

6、0 SSyntthettic Insstruumenntattionn Noo Loongeer AA Teest Casse)中中也再次次肯定了了虚拟仪仪器技术术对于测测试测量量行业的的革新作作用以及及软件定定义仪器器的发展展方向。 图11：以软软件为核核心的模模块化系系统参考考架构趋势二：多多核/并并行测试试带来机机遇和挑挑战多核时代的的来临已已成为不不可避免免的发展展趋势，双双核乃至至八核的的商用PPC现在在已随处处可见。得得益于PPC架构构的软件件定义的的仪器，用用户可以以在第一一时间享享受到多多核处理理器为自自动化测测试应用用带来的的巨大性性能提升升。要充分发挥挥多核的的性能优优势，

7、就就必须创创建多线线程的应应用程序序，例如如我们可可以将自自动化测测试程序序的数据据采集、数数据分析析、数据据记录乃乃至用户户界面部部分创建建不同的的线程，从从而分配配到不同同的核上上并行的的运行。不不过，这这样并行行的开发发理念使使得习惯惯于传统统串行开开发方式式的工程程师难以以适应，尤尤其是当当核的数数目越来来越多挑战和机遇遇往往是是并存的的，作为为图形化化语言的的代表，LLabVVIEWW在设计计当初就就考虑到到了并行行处理的的需求，从从LabbVIEEW 55.0开开始支持持多线程程到现在在已有110多年年的历史史。可以以毫不夸夸张地说说，天生生并行的的LabbVIEEW就是是这样一一

8、种驰骋骋多核技技术时代代的编程程语言，通通过自动动的程序序多线程程化(见见图2)，开发发人员可可以无需需考虑底底层的实实现机制制，就可可以高效效地享用用多核技技术所带带来的益益处。无论是欧南南天文台台极大望望远镜高高达27700万万次乘加加运算的的镜面控控制，到到Tokkamaak核聚聚变装置置的实时时处理运运算，还还是NAASA的的飞机安安全性测测试和TTORCC汽车控控制快速速原型设设计，LLabVVIEWW多核技技术都为为这些应应用带来来了巨大大的性能能和吞吐吐量的提提升，随随着多核核技术的的进一步步发展，提提升的幅幅度将更更为可观观。图图2：LLabVVIEWW中的自自动多线线程和并并

9、行的数数据流编编程趋势三：基基于FPPGA的的自定义义仪器将将更为流流行随着设计和和测试的的要求越越来越高高，FPPGA(现场可可编程门门阵列)技术正正逐渐被被引入到到最新的的模块化化仪器中中，这也也就是我我们所说说的基于于FPGGA的自自定义仪仪器。FPGA的的高性能能和可重重复配置置特性一一直是硬硬件设计计工程师师们的最最爱，而而对于测测试工程程师而言言，又何何尝不想想拥有硬硬件级的的确定性性和并行行性呢？像诸如如实时系系统仿真真、高速速内存测测试等应应用都需需要用到到FPGGA来确确保响应应的实时时性和高高速的数数据流入入和流出出，FPPGA的的IP核核更是可可以为工工程师植植入自主主知

10、识产产权的算算法提供供契机。然然而，苦苦于对硬硬件设计计知识的的缺乏和和对VHHDL或或Verriloog语言言编程的的恐惧，许许多测试试工程师师对于FFPGAA技术望望而却步步。现在，NII提供的的R系列列数据采采集和FFlexxRIOO产品家家族将高高性能的的FPGGA集成成到现成成可用的的I/OO 板卡卡上，供供用户根根据应用用进行定定制和重重复配置置，同时时配合LLabVVIEWW FPPGA直直观方便便的图形形化编程程，用户户能够在在无需编编写底层层VHDDL代码码的情况况下，快快速地配配置和编编程FPPGA的的功能，用用于自动动化测试试和控制制应用。(见图33)前段时间，欧欧洲核子

11、子研究中中心(CCERNN)为世世界最强强大的粒粒子加速速度器大型型强子对对撞机(LHCC)配备备了超过过1200套带有有可重复复配置II/O模模块的NNI PPXI系系统，用用于控制制瞄准仪仪的运动动轨迹和和监测其其实时位位置，从从而确保保粒子在在既定的的路径中中运作。为为了保证证极高的的可靠性性和精确确性，FFPGAA成为其其必备的的测试和和控制技技术。随着对FPPGA技技术应用用复杂性性的简化化，可以以预计，拥拥有高性性能和灵灵活性的的FPGGA技术术将越来来越多的的被应用用于未来来的仪器器系统中中. 图图3:NNI带FFPGAA的可重重复配置置I/OO板卡和和LabbVIEEW FFP

12、GAA图形化化编程趋势四：无无线标准准测试的的爆炸性性增长近年来无线线通信标标准的发发展可谓谓是日新新月异，从从20000年前前只有四四五种的的无线标标准到现现在众多多新标准准如雨后后春笋般般涌现。越越来越多多的消费费电子产产品和工工业产品品都或多多或少的的集成了了无线通通信的功功能，像像苹果公公司最新新的3GG版iPPhonne手机机，更是是同时集集成了UUMTSS, HHSDPPA, GSMM, EEDGEE, WWi-FFi, GPSS和蓝牙牙等多种种最新的的无线标标准。这这些都给给无线技技术的开开发和测测试带来来了巨大大的挑战战，测试试技术如如何跟上上无线技技术的发发展成为为工程师师面

13、临的的最大难难题。通通常传统统射频仪仪器的购购买周期期是5至至7年，而而新标准准和新技技术的推推出周期期却是每每两年一一轮，购购买的射射频测试试设备由由于其固固件和功功能的限限定通常常难以跟跟上新标标准的发发展速度度。面对这样的的挑战，一一种以软软件为核核心的无无线测试试平台正正崭露头头角。信信号的上上下变频频和数字字化由模模块化的的射频硬硬件的完完成，而而编解码码和调制制解调的的过程全全部通过过软件实实现。这这样，在在统一的的模块化化硬件平平台上，只只需修改改软件就就可以满满足不同同无线标标准的测测试需求求，使得得工程师师有能力力在第一一时间测测试最新新的标准准，加快快产品的的上市时时间。N

14、I LaabVIIEW和和PXII RFF平台就就是这样样一个软软件无线线电的测测试平台台，多年年来已经经成为工工程师和和科学家家们开发发无线标标准和测测试无线线应用的的必备工工具。德德州大学学奥斯汀汀分校的的师生基基于NII的软件件无线电电平台，在在短短66周时间间内开发发出MIIMO-OFDDM 44G的系系统原型型；成都都华日通通信公司司(国内内无线电电频谱管管理设备备主要供供应商)利用NNI PPXI矢矢量信号号分析仪仪和LaabVIIEW开开发了带带有自主主产权的的HR-1000宽带无无线电接接收机和和监测系系统，已已广泛应应用于国国内的频频谱监测测和信号号定向领领域。聚聚星仪器器(

15、NII大陆地地区系统统联盟商商)也开开发出了了全球首首个支持持C1GG2 RRFIDD标准全全部指令令的测试试设备，并并实现了了与RFFID标标签微秒秒级的实实时通信信。图4：基于LLabVVIEWW和PXXI软件件无线台台测试平平台 趋势五：协协议感知知（Prrotoocoll-Awwaree）ATTE将影影响半导导体的测测试如今的半导导体器件件变得愈愈加的复复杂，高高级的片片上系统统(SooC)和和封装系系统(SSiP)相比典典型的基基于矢量量的器件件测试而而言，需需要更为为复杂的的系统级级的功能能测试。现现在器件件的功能能也不再再是通过过简单的的并行数数字接口口实现，而而是更多多的依赖赖

16、于高速速串行总总线和无无线协议议进行输输出，这这就要求求测试设设备和器器件之间间能够在在指定的的时钟周周期内完完成高速速的激励励和响应应测试。复杂的测试试需求催催生了协协议感知知(Prrotoocoll-Awwaree)ATTE的诞诞生，AAndrrew Evaans在在20007国际际测试会会议(IITC)上发表表的论文文“Thhe NNew ATEE - Prootoccol Awaare”中中首次提提出了这这个概念念。这是是一种模模仿器件件真实使使用环境境(包括括外围接接口)的的方法，按按照器件件期望的的使用方方式，进进行有针针对性的的器件功功能测试试和验证证。国际半导体体测试协协会(SSTC)和新近近成立的的半导体体测试合合作联盟盟(CAAST)都在考考虑为自自动化测测试厂商商制定开