基于C SHARP的某型機(jī)架自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

白雪妨 劉衡

摘? 要：針對(duì)某課題綜合射頻分配測(cè)試項(xiàng)目的傳統(tǒng)測(cè)試方法效率低等問題，文章提出了建設(shè)一種基于C SHARP的自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)。自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)通過開關(guān)矩陣通道切換代替手動(dòng)換線，通過自動(dòng)化測(cè)試程序控制通道選擇、增益控制和工作模式，自動(dòng)生成測(cè)試結(jié)果和報(bào)告記錄。不僅可以極大提高生產(chǎn)效率，也能夠在長時(shí)間的、消除人為誤差的條件下開展測(cè)試，可以更大程度保證產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。同時(shí)，可在同類型機(jī)架中進(jìn)行移植和拓展。

關(guān)鍵詞：綜合射頻分配測(cè)試；自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)；測(cè)試效率；質(zhì)量一致性

中圖分類號(hào)：TP311.5? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 文章編號(hào)：2096-4706（2023）10-0106-04

Abstract： Aiming at the inefficient problems of the traditional test method for the integrated RF allocation test project of a subject， this paper proposes to constructs an automatic testing system based on C SHARP. The automatic testing system replaces the manual operation by switching matrixes channel switching， controls channel selection， gain control and work pattern through the automatic testing program， and generates automatically test results and reporting records. It not only greatly improves the production efficiency， but also carries out testing under the condition of eliminating human error for a long time. It can greatly assure the consistence of the product quality. At the same time， it can be transplanted and expanded in the same type of rack

Keywords： integrated RF allocation test; automatic testing system; test efficiency; quality consistency

0? 引? 言

某課題A、課題B和課題C的三型綜合機(jī)架A結(jié)構(gòu)功能類似，接口基本相同。三型綜合機(jī)架A的綜合射頻分配測(cè)試項(xiàng)目除個(gè)別測(cè)試點(diǎn)不同外，其他測(cè)試項(xiàng)目完全一致。

綜合射頻分配測(cè)試項(xiàng)目目前采取傳統(tǒng)的調(diào)試測(cè)試方法，通過手動(dòng)改變線纜連接來切換射頻通道，手動(dòng)操作儀器設(shè)備和下發(fā)控制命令，通過目測(cè)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)試曲線的變化并手動(dòng)記錄測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的調(diào)試測(cè)試方法煩瑣費(fèi)時(shí)，并且僅憑目測(cè)測(cè)試儀器曲線的變化來分析測(cè)試結(jié)果。測(cè)試方法過于落后，而且不便于對(duì)測(cè)試過程數(shù)據(jù)進(jìn)行追溯和過程管理。

在調(diào)試、測(cè)試、試驗(yàn)、檢驗(yàn)多個(gè)環(huán)節(jié)的多次測(cè)試需求情況下，綜合射頻分配多通道測(cè)試工作量大，且測(cè)試效率低，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)效率。

通過開關(guān)矩陣通道切換代替手動(dòng)換線過程的測(cè)試方法目前已經(jīng)在其他課題已經(jīng)得以實(shí)現(xiàn)，而且極大地提高了生產(chǎn)效率。綜合考慮產(chǎn)能的需求，在三型綜合機(jī)架A中開發(fā)基于綜合射頻分配測(cè)試的自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)[1]。不僅可以極大地提高生產(chǎn)效率，也能夠在長時(shí)間的、消除人為誤差的條件下開展測(cè)試，可以更大程度保證產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。

本文提出了建設(shè)一種基于C SHARP的某型機(jī)架的自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)，并從其產(chǎn)生背景、測(cè)試對(duì)象和方案分析、方案設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過程等方面給出了詳細(xì)的說明。此自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)具有以下功能：

1）可完成多通道綜合射頻分配功能測(cè)試；

2）測(cè)試平臺(tái)具有調(diào)測(cè)、自動(dòng)測(cè)試兩種模式。自動(dòng)測(cè)試模式時(shí)，軟件運(yùn)行過程中的初始化、功能配置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，減少人工配置時(shí)間；當(dāng)處于調(diào)試模式時(shí)，放開相應(yīng)的測(cè)試資源，滿足調(diào)試需求，便于進(jìn)行故障排查和定位；

3）通過軟件配置完成三型項(xiàng)目某課題A、課題B和課題C的不同測(cè)試需求，也即自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)可以兼容三型綜合機(jī)架的不同測(cè)試需求；

4）根據(jù)測(cè)試需求，完成功能測(cè)試和性能測(cè)試。通過自動(dòng)化測(cè)試軟件控制測(cè)試設(shè)備產(chǎn)生測(cè)試信號(hào)。經(jīng)過對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)的處理、分析，根據(jù)相應(yīng)的合格判據(jù)進(jìn)行判斷，得出被測(cè)試對(duì)象的功能、性能的測(cè)試結(jié)果，生成測(cè)試結(jié)果報(bào)告和記錄。

經(jīng)過實(shí)踐證明，本自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)不僅可以極大地提高生產(chǎn)效率，縮短機(jī)架的生產(chǎn)周期，而且可以有效的降低對(duì)測(cè)試人員的技能要求，更大程度的保證產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。

1? 測(cè)試對(duì)象和方案分析

1.1? 傳統(tǒng)測(cè)試方案

按照傳統(tǒng)的調(diào)試測(cè)試方法，綜合射頻分配測(cè)試框圖如圖1所示。

在機(jī)架A正常工作時(shí)，將21路射頻輸入中的某一路（輸入端口接矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀輸入端）和29路射頻輸出（輸出端口接矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀輸出端）按照接線順序（共64次）與矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行連接，調(diào)試計(jì)算機(jī)通過串口下發(fā)通道選擇和增益控制的命令，通過矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀上波形判斷開關(guān)功能是否正常。

單次測(cè)試需要64次手動(dòng)改變線纜連接切換通道，手動(dòng)操作儀器設(shè)備和下發(fā)控制命令，通過目測(cè)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)試曲線的變化并手動(dòng)記錄測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)。

根據(jù)基于PBOM V3.0的生產(chǎn)工藝流程，單套A架至少需要測(cè)試7次綜合射頻分配功能（不考慮批抽試驗(yàn)），也即單套機(jī)架A需要448次手動(dòng)改變線纜連接切換通道，比較煩瑣耗時(shí)且很容易出錯(cuò)。而且在篩選實(shí)驗(yàn)過程中，由于試驗(yàn)環(huán)境振動(dòng)臺(tái)和溫箱空間限制等因素，手動(dòng)換線和操作儀器設(shè)備、下發(fā)控制命令等執(zhí)行起來更不方便。

為了有效地解決這個(gè)問題，引入基于C SHARP的某型機(jī)架的自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)，通過開關(guān)矩陣通道切換代替手動(dòng)換線。具體內(nèi)容如下文所述。

1.2? 自動(dòng)化測(cè)試方案

結(jié)合目前現(xiàn)有的條件，某課題使用的單刀33擲（即33選1開關(guān)矩陣）與本次建設(shè)的自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)所需的開關(guān)矩陣功能匹配?？梢栽谌蝿?wù)不沖突的前提下，統(tǒng)籌開發(fā)自動(dòng)測(cè)試能力，后續(xù)通過計(jì)劃人員動(dòng)態(tài)調(diào)配。

采用現(xiàn)有的開關(guān)矩陣，綜合射頻分配自動(dòng)化測(cè)試框圖如圖2所示。

在機(jī)架正常工作時(shí)，將21路射頻輸入全部與第一個(gè)33選1開關(guān)矩陣輸入端連接，33選1開關(guān)矩陣輸出端與矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀輸入端連接；將29路射頻輸出全部與第二個(gè)33選1開關(guān)矩陣輸入端連接，33選1開關(guān)矩陣輸出端與矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀輸出端連接。通過自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)控制通道選擇和增益控制，同時(shí)生成測(cè)試結(jié)果和報(bào)告記錄。

利用自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)，僅需要完成一次接線即可，同時(shí)通過自動(dòng)化測(cè)試程序控制通道選擇和增益控制，自動(dòng)生成測(cè)試結(jié)果和報(bào)告記錄。不僅可以極大的提高生產(chǎn)效率，也能夠在長時(shí)間的、消除人為誤差的條件下開展測(cè)試，可以更大程度保證產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。

2? 方案設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過程

測(cè)試平臺(tái)分為硬件平臺(tái)、軟件平臺(tái)和測(cè)試程序集三部分，具體內(nèi)容如下。

2.1? 硬件平臺(tái)方案

硬件平臺(tái)是系統(tǒng)的硬件主體，包括所有的測(cè)試儀器資源等，主要由測(cè)試機(jī)柜（包含測(cè)控計(jì)算機(jī)、電源、單刀33擲開關(guān)）、測(cè)試儀器（矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀）、環(huán)控設(shè)備、調(diào)試電纜以及網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等測(cè)試附件組成。

硬件平臺(tái)的主體是測(cè)試方法確定的測(cè)試資源，結(jié)合技術(shù)方案選擇考慮，確定硬件平臺(tái)組成方案如表1所示。

機(jī)架正常工作時(shí)需要由28 V電源和270 V電源供電，測(cè)控計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)口和GPIB[2]對(duì)開關(guān)矩陣、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行控制，主控計(jì)算機(jī)模塊在軟件的控制下向機(jī)架發(fā)送MLVDS控制命令實(shí)現(xiàn)對(duì)工作模式、工作通道以及衰減增益的控制；開關(guān)矩陣接收程控指令將指定測(cè)試通道的射頻信號(hào)灌入矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀；矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀在軟件的程控下進(jìn)行測(cè)試參數(shù)（CenterFrequency＼Span等）設(shè)置和頻譜分析（QueryPowerLevel＼TryQueryValue等）。

2.2? 軟件平臺(tái)方案

軟件平臺(tái)是自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)的基礎(chǔ)，主要作用是為測(cè)試程序集提供運(yùn)行環(huán)境，并管理整個(gè)系統(tǒng)。

軟件平臺(tái)主要組成部分包括：操作系統(tǒng)、測(cè)試程序運(yùn)行平臺(tái)、硬件驅(qū)動(dòng)庫、測(cè)試系統(tǒng)軟件四大部分。其中，操作系統(tǒng)可采用Microsoft公司的Microsoft Windows XP Professional或者Window 7（32位/64位）系統(tǒng)；軟件運(yùn)行環(huán)境為VS2013，開發(fā)語言為C SHARP[3-5]，軟件運(yùn)行需要安裝的軟件為VS2013、VS2013sp1、NI-VISA、MKFramework、iOpenWorksSDK、自動(dòng)測(cè)試軟件等；硬件驅(qū)動(dòng)庫包括所有測(cè)試資源的驅(qū)動(dòng)程序，本自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)的硬件驅(qū)動(dòng)庫主要包括單刀33擲（即33選1開關(guān)矩陣）的驅(qū)動(dòng)、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的驅(qū)動(dòng)、GPIB驅(qū)動(dòng)等；測(cè)試系統(tǒng)軟件是軟件平臺(tái)的重要組成部分，為操作員提供人機(jī)界面（如圖3所示），對(duì)整個(gè)測(cè)試設(shè)備進(jìn)行管理控制以及輸出用戶需求的測(cè)試報(bào)表。

2.3? 測(cè)試程序集

測(cè)試程序集是測(cè)試程序、可互換測(cè)試適配器、測(cè)試電纜、測(cè)試附件的集合，如圖4所示。

測(cè)試程序集的主要功能是完成被測(cè)對(duì)象的測(cè)試，自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試程序集共有三個(gè)，分別對(duì)應(yīng)于三種測(cè)試模式，如表2所示。

2.4? 測(cè)試驗(yàn)證

在開發(fā)的基于C SHARP的某型機(jī)架的自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)上，利用硬件平臺(tái)和軟件平臺(tái)，將測(cè)試機(jī)柜（包含電源、單刀33擲開關(guān)）、測(cè)試儀器（矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀）、環(huán)控設(shè)備、調(diào)試電纜以及網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等設(shè)備進(jìn)行連接，在測(cè)控計(jì)算機(jī)通過自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)控制工作模式、通道選擇、增益控制以及矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，同時(shí)生成測(cè)試結(jié)果和報(bào)告記錄。此方案僅需完成一次接線，在自動(dòng)化測(cè)試軟件上可通過需求選擇一鍵測(cè)試（如需單獨(dú)測(cè)試某個(gè)通道可僅選擇一個(gè)測(cè)試項(xiàng)目）。

如圖5所示，隨機(jī)抽取某課題A、課題B和課題C的三型綜合機(jī)架A中的5套機(jī)架，通過自動(dòng)測(cè)試[6]與手動(dòng)測(cè)試的全覆蓋測(cè)試對(duì)比驗(yàn)證可表明，本測(cè)試平臺(tái)的測(cè)試誤差為0.02 dB，能夠滿足機(jī)架測(cè)試生產(chǎn)的需要。

本平臺(tái)各可提高測(cè)試效率8倍以上，可根據(jù)需求實(shí)現(xiàn)一鍵測(cè)試，能有效縮短機(jī)架的生產(chǎn)周期。同時(shí)能自動(dòng)生成測(cè)試報(bào)告，便于對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行跟蹤記錄。

3? 結(jié)? 論

本文提出了建設(shè)一種基于C SHARP的某型機(jī)架的自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)，依托矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀、程控開關(guān)矩陣（單刀32擲）等程控設(shè)備搭建硬件測(cè)試平臺(tái)，在VS2013（Microsoft Visual Studio 2013）開發(fā)環(huán)境內(nèi)基于C SHARP語言開發(fā)了全自動(dòng)的測(cè)試軟件，可在保證測(cè)試準(zhǔn)確性的同時(shí)提高測(cè)試效率8倍以上。

同時(shí)，針對(duì)課題1、課題2和課題3三型綜合機(jī)架A綜合射頻測(cè)試個(gè)別測(cè)試點(diǎn)不同的問題，通過修改配置文件的方式選擇對(duì)應(yīng)的機(jī)架類型，自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)可以兼容三型綜合機(jī)架的不同測(cè)試需求。而且利用自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)，僅需完成一次接線，可實(shí)現(xiàn)一鍵測(cè)試，并能自動(dòng)生成測(cè)試結(jié)果和報(bào)告記錄。

本測(cè)試平臺(tái)采用通用的模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，同時(shí)選用的開關(guān)矩陣由于通道較多，可兼容性較強(qiáng)，可在同類型的機(jī)架V1.0、V2.0、V3.0平臺(tái)進(jìn)行移植和拓展。

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作者簡介：白雪妨（1987—），女，漢族，河南人，工程師，碩士研究生，研究方向：電子信息對(duì)抗及自動(dòng)化測(cè)試；劉衡（1982—），男，漢族，四川人，工程師，本科，研究方向：電子信息對(duì)抗及自動(dòng)化測(cè)試。