尽可能提高测试系统利用效率的三种策略

作者：Kevin Bisking    来源：电子系统设计
尽可能提高仪器利用率减少测试次数

增加自动化测试系统的吞吐量可以提高效率。使用例如多核处理器、PCI Express、现场可编程门阵列（FPGA）以及NI LabVIEW软件等成品工具（COTS），可以建立并行处理和并行测量系统，从而能够在最短的时间内测试单一被测单元（UUT）。并行测试明显地降低了总测试次数，并且提高了仪器利用率（见图1），但是开发并行测试系统的复杂性是很高的。开发自己的测试管理软件，并且实现一次对多个被测单元进行测试要求对并行编程和多线程的深入理解。
　　
无需从零开发定制的并行测试系统的另一种方法是使用成品测试管理软件，例如NI TestStand。NI TestStand将并行测试系统开发的底层复杂性进行了抽象，使用其内置的用于在多线程中执行并行测试序列以及管理操作系统和仪器的特性。

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通过重用提高仪器寿命
　　
工程师团队开发可重用系统，就可以尽可能提高仪器重用，同时延长测试系统的寿命。可重用的自动化测试系统应该是基于例如PXI等灵活的模块化硬件平台，这样就可以在软件中进行重新配置，对统一产品的多个版本甚至是多种不同类型的产品进行测试。一个NI客户Benchmark Electronics实现了模块化基于软件定义测试体系结构的优点。
　　
Benchmark Electronics是一家领先的电子承包制造商，它尽可能重用现有的资产开发标准测试平台，用于很多产品种类的测试。可重用测试器可以用于众多板卡级以及设备级的参数测试和激励响应测试。标准的仪器系统包括PXI机箱、MXI控制器、数字I/O、数字万用表（DMM）、数字化仪以及函数发生器（见图2）。根据测试需求，Benchmark Electronics有充裕的空间按照特定的需求增加仪器，而不会破坏基本仪器套件，这是因为它基于NI TestStand和LabVIEW灵活的软件体系结构。Benchmark Electronics通过在整个新型测试解决方案中重用测试系统，实现了效率的提高。

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使用能源效率更高的仪器
　　
最近的一项能源研究显示全国最大的能源消费者是美国联邦政府，如果它能够使用更为绿色的技术，那么在接下去的五年中，可以节省超过十亿美元的能源开支。Hewlett-Packard负责社会和环境责任的副总裁Pat Tiernan针对这项研究回答说：“能源成本对全国所有的技术经理而言是一个越来越大的问题。”尽管普通的电子制造商设施可能会在其他过程中使用更多能源，在测试中还是应当尽可能节省能源使用。对测试工程师所使用的工具进行评估之后显示能源消耗中的很大一部分是用于测试系统中的仪器。现在，在建立自动化测试系统中有两个主要选择——PXI以及机架仪器。在各自平台上对相应混和信号系统的分析表明PXI系统比机架系统少使用60％的能源（见图3）。

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在能源消耗中造成差别的主要因素是PXI系统中的所有模块化仪器都共享同一个电源、机箱和控制器。然而，机架仪器中每个仪器都有各自的电源、机箱和控制器，因此大大增加了其能源消耗。由于PXI系统能够减少能源消耗，因此就能够减少能源开支。在一项分析中，在五年内，平均每个测试系统能够减少超过2000美元的能源开支。在一个拥有100个测试器的工厂中，每年可以节省85000美元能源开支。

成本并不是减少能源消耗的唯一原因。实际上，许多使用由化石燃料而来电力的组织还将焦点放在减少其二氧化碳指标和排污量上。PXI消耗更少的能源，实际上也就能够减少二氧化碳排放量。每个替代机架系统的PXI系统每年能够减少5925磅二氧化碳排放，这几乎是一辆汽车每年排放二氧化碳重量的一半（一辆美国产汽车平均每年排放12100磅二氧化碳）。

性能和可持续性
　　
生产测试在帮助制造商减少对环境的影响中起到了越来越重要的作用，它能够提高吞吐量、尽可能提高重用、尽可能减少测试系统能源消耗。测试系统性能的提高并没有对可持续性有任何影响,实际上，它能够帮助可持续性的提高。