基于柔性化的電子產(chǎn)品自動化測試系統(tǒng)設(shè)計

李永利

（中興通訊股份有限公司，廣東 深圳518057）

0 引言

隨著社會的進步，消費者對產(chǎn)品的個性化需求不斷增加。電子產(chǎn)品已由批量化生產(chǎn)的模式轉(zhuǎn)為小批量、多配置、多形態(tài)的柔性化生產(chǎn)模式。相應(yīng)的自動測試技術(shù)需根據(jù)產(chǎn)品的形態(tài)、配置等變化進行相應(yīng)的更新，以適應(yīng)并滿足此需求并達到性能測試全覆蓋。柔性測試技術(shù)是以虛擬儀器技術(shù)、機電一體化技術(shù)、測試測量技術(shù)、通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、軟件技術(shù)等為基礎(chǔ)，對滿足測試測量系統(tǒng)需求的方法及手段進行深入研究的技術(shù)。可靠性、精確性、靈活性、適應(yīng)性和可拓展性是柔性測試系統(tǒng)的研究目標，系統(tǒng)尤其注重測試測量系統(tǒng)功能的整體性[1-2]。將柔性測試技術(shù)引入到傳統(tǒng)測試中，實踐驗證，此方法提升了測試工作效率，降低了維護成本，便于測試人員分析故障點。

1 傳統(tǒng)測試系統(tǒng)簡介

傳統(tǒng)的測試方案，各個環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系均需人工參與，如圖1所示。適用于大規(guī)模量產(chǎn)的產(chǎn)品且型號單一。

圖1 測試程序的傳統(tǒng)傳遞流程

（1）當(dāng)測試程序異常時，測試開發(fā)工程師需要對程序進行排查，并進行相應(yīng)的修改。

（2）傳統(tǒng)的測試程序傳輸采用U盤拷貝的方式，測試開發(fā)人員將測試程序調(diào)試完成后，將其保存在服務(wù)器上或保存在U盤中，測試人員再拷貝到上位機（測試電腦）中。此方法降低了測試程序發(fā)布的時效性，同時使用U盤拷貝方式，存在感染病毒的風(fēng)險。

（3）當(dāng)產(chǎn)品型號發(fā)行變更時，產(chǎn)品測試開發(fā)人員需要重復(fù)以上動作。增加了測試開發(fā)人員的工作負荷，同時也降低了開發(fā)效率。

2 柔性化測試系統(tǒng)總體架構(gòu)

基于柔性化的主要使用網(wǎng)絡(luò)云服務(wù)器的功能，達到測試程序的快速共享及快速更新的目的，降低測試程序傳輸?shù)臅r間成本。其測試程序的傳遞流程如圖2所示。測試程序的傳遞不在依靠人工拷貝，而是通過網(wǎng)絡(luò)進行，降低感染病毒的風(fēng)險。本位所述的柔性化測試系統(tǒng)借鑒了柔性測試系統(tǒng)的部分方案，使測試系統(tǒng)柔性化，即測試信息、數(shù)據(jù)的傳遞是借助網(wǎng)絡(luò)完成的。

圖2 基于柔性化的測試程序的傳遞流程

基于柔性化的測試系統(tǒng)包含以下主要模塊：云服務(wù)器、測試主機（上位機）、測試工裝夾具、被測單元、測試數(shù)據(jù)服務(wù)器，如圖3所示。各模塊功能如下：

（1）被測單元（Device Under Test，DUT）：在測試過程中，根據(jù)測試主機（上位機）的命令，通過測試工裝夾具上的接口，將配置信息傳遞給測試主機。

（2）測試工裝夾具（Test Fixture）：提供所需的接口配置；對DUT進行固定并提供必要的保護，同時滿足人機工程學(xué)的要求。

（3）上位機：定期下載相應(yīng)產(chǎn)品的測試程序；讀取DUT的配置信息，并將配置信息上傳至云服務(wù)器；對DUT進行性能測試；將測試數(shù)據(jù)上傳至指定數(shù)據(jù)服務(wù)器。

（4）云服務(wù)器（Cloud Server）：配置信息傳到云服務(wù)器后，云服務(wù)器下發(fā)相應(yīng)指令使上位機運行相應(yīng)的測試程序；存儲與所有DUT向?qū)?yīng)的測試程序；測試配置人員進行測試程序更新、產(chǎn)品配置更細等功能。

（5）測試數(shù)據(jù)服務(wù)器（Test Data Server）：為便于測試數(shù)據(jù)的查詢，同時降低云服務(wù)器的存儲壓力，測試數(shù)據(jù)可以保存至測試數(shù)據(jù)存儲云服務(wù)器上。為便于分析數(shù)據(jù)及其不良定位分析，測試數(shù)據(jù)的保存需按照一定的格式進行保存。

（6）測試程序編輯：產(chǎn)品測試開發(fā)人員對產(chǎn)品測試程序進行編譯的動作。

圖3 測試系統(tǒng)總體架構(gòu)

3 測試程序信息配置

云服務(wù)器做為測試管控的軟件平臺，包含兩部分主要信息。分別為產(chǎn)品配置信息、測試程序信息。如圖4所示。

圖4 產(chǎn)品配置與測試程序信息圖

3.1 產(chǎn)品配置信息

產(chǎn)品分類的原則：便于管理與識別；充分表述產(chǎn)品的詳細配置信息；便于云服務(wù)器維護人員將相應(yīng)的測試程序與產(chǎn)品配置信息建立對應(yīng)關(guān)系。

產(chǎn)品配置信息中，產(chǎn)品分類可以從產(chǎn)品大類、產(chǎn)品小類、產(chǎn)品型號、產(chǎn)品配置等信息依次展開。如圖5所示。在實際的工廠生產(chǎn)管理中，均已將產(chǎn)品的分類與配置信息詳細的進行描述，并便于研發(fā)人員、工程測試人員、產(chǎn)線測試操作人員了解產(chǎn)品配置信息。例如PDM系統(tǒng)（Product Development System，產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)）。如圖3所示，測試開發(fā)工程師可以根據(jù)產(chǎn)品詳細配置，將產(chǎn)品配置中所有的功能進行分解。如在開發(fā)C型號的產(chǎn)品時，測試開發(fā)工程師可分別開發(fā)USB、VGA、HDMI、DVI、WiFi功能的測試程序，即將每個配置功能的測試程序模塊化。

3.2 測試程序編輯及上傳云服務(wù)器

測試程序編輯：測試程序?qū)?yīng)的測試方案形成有兩種方式。方式一：測試方案的具體內(nèi)容會根據(jù)產(chǎn)品的配置而改變，當(dāng)產(chǎn)品的硬件不同時，測試工裝夾具會依據(jù)上位機中測試程序的指令進行相應(yīng)的插裝或接線動作。例如圖5中的產(chǎn)品配置A和C，配置A和C的主要差別為WiFi功能和視頻輸出接口的不同。當(dāng)測試配置A的產(chǎn)品時，測試程序會配置WiFi測試模塊，同時，測試程序會控制工裝夾具上的HDMI插件插入到DUT相應(yīng)的接口。完成測試前的準備動作。而測試配置C的產(chǎn)品時，WiFi測試模塊將不被調(diào)用，同時，測試工裝夾具會根據(jù)上位機的程序改為DVI接口插入，從而完成產(chǎn)品配置C的測試準備；方式二：根據(jù)產(chǎn)品的具體配置信息，測試配置工藝工程師對產(chǎn)品測試總程序進行配置，形成與產(chǎn)品配置相對應(yīng)的測試方案。如圖6所示。結(jié)合圖5可知，配置C與配置A之間的差別為視頻輸出的差異和WiFi功能，其余配置相同，故測試配置工藝工程師可根據(jù)不同配置選擇相應(yīng)的模塊，組合成相應(yīng)的測試方案。并將配置完成的測試程序保存在云服務(wù)器上。

圖5 產(chǎn)品分類配置示意圖

圖6 測試程序信息示意圖

兩種測試方式可以使用的條件不同，當(dāng)產(chǎn)品配置較少時，可以選用方式一進行測試程序編輯。當(dāng)產(chǎn)品配置數(shù)量較多時，建議使用方式一進行測試程序編輯，方式一較方式二更加智能化。本文闡述用例所使用的測試程序使用方式二進行編輯。

在測試方案的配置完成后，測試人員可根據(jù)產(chǎn)品代碼或產(chǎn)品測試方案代碼，操作上位機并從云服務(wù)器上下載相應(yīng)的測試方案，提升配置效率，降低人為原因?qū)е碌呐渲檬д`。

4 上位機

在測試系統(tǒng)中，上位機的扮演著“執(zhí)行者”、“處理器”和“中轉(zhuǎn)站”的角色。上位機的主要工作及運行機制如下：下載DUT相應(yīng)產(chǎn)品型號的測試程序，對DUT進行測試。測試完成后，將測試數(shù)據(jù)上傳相應(yīng)的測試數(shù)據(jù)服務(wù)器。

在上位機與云服務(wù)器的信息傳遞中，需注意上位機與云服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)保持暢通，降低信息傳遞的耗時，提升測試效率?？梢愿鶕?jù)實際情況設(shè)置測試數(shù)據(jù)保存的方法，上位機、云服務(wù)器、測試數(shù)據(jù)服務(wù)器均可，可實時上傳，亦可間隔一定時間后分批上傳。

5 應(yīng)用導(dǎo)入說明及狀況

按照圖3的系統(tǒng)架構(gòu)的基本思路，將此方法導(dǎo)入到某產(chǎn)品的生產(chǎn)測試中。（1）上位機通過測試工裝夾具的接口讀取被測產(chǎn)品的基本信息，并將此信息上傳云服務(wù)器；（2）云服務(wù)器生成測試方案，并將測試方案下發(fā)測試程序給上位機，上位機通過指令是測試工裝進行必要的動作，并對被測產(chǎn)品進行測試；（3）測試結(jié)果上傳測試數(shù)據(jù)服務(wù)器。

在生產(chǎn)的產(chǎn)品型號變更時，測試上位機根據(jù)所“讀取”的產(chǎn)品信息，并將此信息“上報”給云服務(wù)器。云服務(wù)器即可對測試方案做相應(yīng)的變更，以適應(yīng)產(chǎn)品的變化。

6 測試系統(tǒng)的特點及應(yīng)用效果

使用本文所述的方案，對比現(xiàn)有的測試方法，應(yīng)用效果有：（1）測試程序開發(fā)工程師與測試人員無需再使用U盤等外部設(shè)備對程序進行拷貝，降低了電腦病毒傳播的風(fēng)險；（2）由于設(shè)計了工裝夾具，所有的接口可以自動插拔，降低了測試人員的勞動強度和工作時間；（3）測試程序更新的響應(yīng)時間大大降低。現(xiàn)場反饋后，測試程序開發(fā)工程師可根據(jù)反饋信息，更新測試程序并上傳云服務(wù)器，而現(xiàn)場可即時使用更新后的測試程序。

柔性測試系統(tǒng)延伸了傳統(tǒng)測試技術(shù)，本文所述測試系統(tǒng)的主要特征：（1）根據(jù)產(chǎn)品配置信息，選擇相應(yīng)的測試程序；（2）測試工裝與測試程序之間的交互配合程度進一步提升。此方法在一定程度上降低了操作人員的參與度，降低了勞動強度，降低了系統(tǒng)維護成本，提升了產(chǎn)品測試效率，同時便于開發(fā)人員進行系統(tǒng)維護和不良定位。

7 結(jié)束語

與柔性測試技術(shù)相比，本系統(tǒng)仍有一定的提升空間有：（1）測試程序模塊化，即每一個測試項目劃為一個測試模塊并保存在服務(wù)器上，降低測試程序的開發(fā)與維護成本；（2）云服務(wù)器測試平臺的功能提升，使用柔性重構(gòu)技術(shù)[3]管理測試模塊的測試順序，使云服務(wù)器測試平臺變?yōu)槊嫦驕y試系統(tǒng)需求，快速搭建流程測試系統(tǒng)的測試流程控制管理軟件平臺[4]?；诖耍瑢a(chǎn)品自動化測試逐步發(fā)展成為柔性測試，提升產(chǎn)品自動化測試水平。