PXI TAC 2010:展望未来自动化测试关键技术

作为测试、测量和自动化应用的标准平台，PXI正在以年复合增长率17.6%的速度在多个行业得到应用。而深受行业厂商及工程师欢迎的年度技术盛会 PXI技术和应用论坛(PXI Technology and Application Conference，简称PXI TAC)于2010年5月28日在深圳隆重召开。此次会议由NI主办，8家国内外知名PXI供应商共同参与，包括Aroflex、凌华等5家PXISA联盟成员，2家系统联盟商和1家国内自主研发单位。各厂商在会场设置展台，向前来的400多位工程师展示了最新PXI产品、技术及应用方案。作为PXI技术的发起者以及PXI系统联盟发起成员之一，NI公司在主题演讲中为大家介绍了未来自动化测试的一些关键技术和方法，深受现场工程师的欢迎。

飞速发展的PXI平台

在主题演讲上，NI研发部副总裁Robert Canik向大家报告了PXI平台的发展历程及最新技术进展。

作为PXI最初协议的撰写队伍领导者，Robert Canik对PXI 12年来的发展历历在目。正是由于PXI的开放式架构，基于PC技术，以及超强的兼容性，使得PXI继往开来，不断融入新技术，成为目前自动化测试与控制的主流平台。Robert Canik透露，到目前为止，已发布的PXI系统超过100000套，模块数量达到600000多个。

同时，PXI平台还在不断融入新的技术：PXI Express、FPGA、PXImc……

PXI在中国的发展也有目共睹。作为PXI TAC大会的发起人，NI中国市场经理朱君女士深有感触，她回顾了PXI TAC在中国7年来的发展历程。如果2004年首届PXI TAC在北京召开，是让行业与PXI技术接轨，那么今天，PXI的应用已经在中国遍地开花，国内已培育出多家具有自主研发PXI产品能力的厂商。

未来自动化测试的技术趋势

随着行业及技术的飞速发展，摆在测试工程师和管理人员面前的一个重大挑战是如何跟上行业的发展趋势。要掌握测试行业的所有关键技术和最新技术，是一件非常困难的事情。而NI公司凭借自己在自动化测试领域的独特优势，以及多年来与多个领域公司的业务合作，推出了《自动化测试技术展望2010》报告，讨论了采用标准化架构、多通道RF测试、Peer-to-Peer高速传输与计算、实时测试、可重复配置的仪器这五大影响未来测试测量行业发展的关键技术和方法，以帮助工程师和管理人员更好地做出决策(见图1)。

图1 未来自动化测试领域的发展趋势

NI工程师徐征在主题演讲中，对这些技术趋势作了详细阐述。

1 采用标准化架构

实践证明，采用标准化架构，开发一套通用的测试平台可以有效降低测试成本，同时具有可复用、减少额外开支等优势。关键是如何选择合适的标准化架构，如何以合适的程度实现标准化——如果完全标准化，则系统将失去灵活性;如果完全自定义，则测试组件很难再重复投入。

而以软件为中心的模块化架构则为工程师提供了一个合适的标准化架构，它具有更高的灵活性、更短的开发时间、更小的物理体积、更低的总成本、易于升级维护、更长的系统寿命等优点。要构建一个标准化架构，包括标准化硬件和标准化软件两方面，以软件为核心的模块化系统主要包括五层架构(见图2)。

图2 以软件为核心的模块化系统五层架构

其中，PXI平台无疑是合适的标准化核心硬件平台，它紧跟PCI/PCI Express总线的发展，作为混合总线系统的核心，PXI/PXI Express具有目前最快的速度和最低的延时，可以兼容不同接口的仪器。PXI平台可集成多种模块化仪器的测量功能，支持多种第三方模块和设备。而且，随着PXI联盟成员的不断增多，目前，来自全世界70多家厂商可提供超过1500种I/O或其他PXI模块，丰富的产品可以帮助工程师选择合适的模块搭建自己的标准化测试架构。

而在构建标准化软件架构方面，NI TestStand测试管理软件可以直接用于构建标准化通用架构，而LabVIEW是一款非常适合测试测量应用的测试开发软件。

事实证明，采用标准化架构已经为企业带来看得见的实惠，像安森美、霍尼韦尔、HELLA等公司已采用基于模块化的标准化架构建立测试系统，投入使用。

2 多通道RF测试

如今的电子产品常常在一个设备中集成多种无线协议功能，另外，像基于MIMO技术的WLAN 802.11n、WiMAX、LTE测试等无线应用都需要多通道RF技术。多通道RF测试在未来将是无线通信领域工程师面临的一个挑战。软件定义的模块化 RF应用平台可以满足这种多通道RF测试的发展要求，“软件定义”的灵活性可以满足多种无线标准的RF测试，跟上未来新型无线通信标准的要求。

图3 Peer-to-Peer通信扩展了系统的带宽

3 Peer-to-Peer高速传输与计算

随着测试需求的日益复杂和数据量的指数态增长，自动化测试系统需要的不仅仅是“更快”，还需要变得更加“聪明”。Peer-to-peer计算是基于分布式架构，将任务和资源分配到多个节点进行处理的一种技术。这与由一个中央枢纽负责全部数据传输和处理等任务的传统设备形成了鲜明的对比。在自动化测试系统中，peer-to- peer计算可以将多个仪器采集到的数据直接流盘到系统中可用的现场可编程门阵列(FPGA)中迚行实时板载信号处理，系统中的其他部分则可以对这些数据进行离线分析处理或更高级的运算。使用基于PXI Express的peer-to-peer数据传输技术，可以将采集到的射频信号直接传输到PXI Express FPGA模块中进行处理，大大提高了处理速度。

4 实时测试

当测试系统的一部分运行在实时系统上时，就是我们所说的实时测试。实时测试提高了测试的稳定性和可靠性。在设计与测试领域的一个发展趋势是重复使用设计与测试工具、模型，以及开发过程中先前的仿真数据。而且，当设计与测试工程师在开发过程中主动地重复利用模型时，工程师们仍然可以通过增加测试流程中的重用性来达到显著的效率提升。实时测试软件就提供了这种重复使用测试任务的能力，包括激励模型，测试顺序，分析程序以及需求跟踪，贯穿整个产品设计流程。

5 可重复配置的仪器

FPGA引入到PXI平台，给PXI系统带来了硬件级的自定义特性，进一步提高了性能和灵活性。未来，基于 FPGA的可重复配置的仪器系统将在越来越多的领域得到应用。目前，NI已提供一系列基于FPGA的可重复配置I/O，并且推出了LabVIEW FPGA版本，帮助工程师简化FPGA的开发设计。

PXI在多领域的应用

主题演讲结束后，惠州金山电子有限公司的工程部经理阳靖介绍了他们自主研发的基于PXI的音频测试系统。惠州金山电子有限公司以生产高保真的家用、车载及专业音响产品著称。他们基于模块化架构搭建的音频测试系统采用了NI的PXI-4071、PXI 4461模块，使用LabVIEW分析测量结果。相比以前测试需要分析仪、电平仪、示波器等仪器，现在通过一台PXI即可实现。新系统大大提高了测试速度、准确性，而自定义用户界面降低了对操作员专业知识的要求。

如今，PXI已经广范应用在多个工业领域。现场展示及下午的分会场技术讲座为大家介绍了这方面的案例。例如，“基于可互换仪器架构的PXI 总线高精度测试系统解决方案”(航天测控公司)、“从模拟视频到3D数字视频——全方位的视频测试解决方案”(NI公司)、“利用PXI对电动汽车的电池管理系统进行测试”(Pickering公司)等。

后记

笔者曾多次参加PXI技术研讨会，但去深圳参加PXI TAC还是第一次。因为，印象中，深圳更多的是生产基地，尤其是消费电子。同去的一位同行也颇认同，他们前不久在深圳参加的某电子展上的某个电子测试峰会，听众甚是寥寥，因此，会议开始前，笔者曾一度担心是否有足够多的听众。等看到将近400个座位的主会场仍然有人站着听会时，笔者真切感受到了工程师对 PXI的热情。也许，PXI TAC这种可全方位提供PXI产品、技术、解决方案，并且可以面对面交流的方式是工程师真正想要的吧。让我们期待明年的PXI TAC!