射頻類產(chǎn)品通用自動測試的研究

曹德蘭，陸朝光

（中國電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所，河北石家莊 050081）

射頻類產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于交通、通信、醫(yī)療等各行業(yè)，射頻技術(shù)能有效提高生產(chǎn)效率、保障信息安全等，但其種類較多，測試指標(biāo)、測試環(huán)境也隨著應(yīng)用范圍而復(fù)雜多變。目前，射頻類產(chǎn)品的自動測試都會針對某一種軟件進(jìn)行開發(fā)來提高測試效率，但開發(fā)周期較長，無法滿足生產(chǎn)應(yīng)用的需求，且新開發(fā)的測試軟件都需要進(jìn)行驗證、調(diào)試、檢驗等工作，使得軟件開發(fā)成本和后期維護(hù)成本較高。

為此，提出了一種基于射頻類指標(biāo)的通用自動測試系統(tǒng)平臺，可支持測試序列流程的即時編寫，通過編寫txt 格式的配置文件，便可實現(xiàn)各種指標(biāo)的自動測試。在不修改軟件的情況下滿足多產(chǎn)品、多場景的應(yīng)用，具有較強(qiáng)的靈活性和兼容性，同時降低了軟件開發(fā)周期，提高了自動測試應(yīng)用效率。

1 系統(tǒng)硬件構(gòu)成

系統(tǒng)硬件由計算機(jī)、GPIB 可控測試儀器和射頻類產(chǎn)品組成，計算機(jī)內(nèi)安裝射頻類產(chǎn)品通用自動測試系統(tǒng)軟件；GPIB 是一種通用接口總線，常用在一些儀器設(shè)備上作為通訊控制接口，可通過軟件開發(fā)，實現(xiàn)對儀器設(shè)備的自動控制和數(shù)據(jù)傳輸；射頻類產(chǎn)品通用自動測試系統(tǒng)內(nèi)集成了頻譜儀、信號源、失網(wǎng)、標(biāo)網(wǎng)等GPIB 類端口可控的儀器指令，將相關(guān)儀器的指令，按照配置文件的編寫規(guī)則編寫，即可實現(xiàn)對該儀器的遠(yuǎn)程控制。大部分射頻類產(chǎn)品可通過串口協(xié)議對其發(fā)射頻率等指標(biāo)進(jìn)行控制，因此，射頻類產(chǎn)品通用自動測試系統(tǒng)內(nèi)還集成了串口控制命令和UDP 控制命令，可根據(jù)產(chǎn)品控制協(xié)議類型選擇相應(yīng)的端口對產(chǎn)品進(jìn)行控制。

測試系統(tǒng)的硬件構(gòu)成如圖1所示，計算機(jī)內(nèi)安裝GPIB 接口驅(qū)動軟件和射頻類產(chǎn)品自動測試系統(tǒng)，計算機(jī)通過GPIB 接口對儀器發(fā)送測試指標(biāo)時所需的遠(yuǎn)程控制指令，通過串口對射頻類產(chǎn)品發(fā)送串口控制指令。

圖1 測試系統(tǒng)的硬件構(gòu)成

2 自動測試軟件設(shè)計

2.1 軟件系統(tǒng)組成

射頻類產(chǎn)品通用自動測試軟件采用LabVIEW 為軟件開發(fā)環(huán)境，按照實現(xiàn)的功能，將整個測試系統(tǒng)進(jìn)行模塊劃分，各功能模塊間通過數(shù)據(jù)交互實現(xiàn)其指定功能。該軟件系統(tǒng)共由7大模塊組成，分別是：測試信息修改、填寫模塊，txt 配置文件執(zhí)行模塊，測試記錄模塊，txt 配置文件讀取模塊，指標(biāo)判定模塊，測試數(shù)據(jù)實時顯示模塊，頻譜儀波形顯示模塊。

測試信息修改、填寫模塊，通過設(shè)計人機(jī)交互界面實現(xiàn)射頻類產(chǎn)品測試的基礎(chǔ)信息和儀器信息的錄入及修改，如生產(chǎn)編號、產(chǎn)品編碼、產(chǎn)品ID、操作人員、記錄填寫路徑等信息的填寫，以及測試用儀器信息的選取。

txt 配置文件讀取模塊根據(jù)配置文件的路徑，自動找到并獲取對應(yīng)配置文件中的內(nèi)容。通過逐行讀取配置文件內(nèi)容，實現(xiàn)射頻類產(chǎn)品測試指標(biāo)參數(shù)的導(dǎo)入、測試流程控制、儀器初始化等功能，從而實現(xiàn)按照txt 配置文檔，自動完成產(chǎn)品指標(biāo)的測試。

txt 配置文件執(zhí)行模塊，將讀取的配置文件內(nèi)容按照儀器控制命令、端口控制命令、數(shù)據(jù)記錄指令、輔助測試指令等進(jìn)行分類理。儀器控制指令中，通過將信號源、頻譜儀等GPIB 可控儀器的編程儀器命令模塊化，使各指令便于重組，從而實現(xiàn)不同儀器的遠(yuǎn)程設(shè)置功能。根據(jù)配置文件內(nèi)容的順序控制各儀器進(jìn)行儀器狀態(tài)配置、測試數(shù)據(jù)讀取，從而完成指標(biāo)的自動測試任務(wù)。每個指標(biāo)測試完成后，都會將采集到的數(shù)據(jù)傳遞給指標(biāo)判定模塊和測試記錄模塊，用于記錄判定和保存。

指標(biāo)判定模塊具有測試數(shù)據(jù)是否合格的判定功能。將測試指標(biāo)的合格上限和下限寫入txt 配置文件中，自動測試軟件會將測試采集數(shù)據(jù)與之比較，得到測試數(shù)據(jù)合格與否的判定結(jié)果，并將指標(biāo)判定結(jié)果傳遞至測試數(shù)據(jù)記錄存儲模塊。

測試記錄模塊將讀取的測試數(shù)據(jù)自動保存到Access 數(shù)據(jù)庫中。按照測試記錄表頭的內(nèi)容，將產(chǎn)品編碼、產(chǎn)品ID、測試指標(biāo)名稱、測試結(jié)果、判定結(jié)果、測試人、測試時間等信息自動填寫到測試數(shù)據(jù)記錄表中，實現(xiàn)測試數(shù)據(jù)自動填寫、數(shù)據(jù)表格自動保存功能。

測試數(shù)據(jù)實時顯示模塊和頻譜儀波形顯示模塊完成外圍輔助功能，在軟件運(yùn)行過程中，產(chǎn)品的測試數(shù)據(jù)、合格判定結(jié)果等內(nèi)容會實時顯示在操作界面上，便于操作人員對產(chǎn)品指標(biāo)的測試進(jìn)度、測試結(jié)果進(jìn)行過程監(jiān)控。同時，自動測試軟件會將測試過程中頻譜儀的實時波形圖顯示在界面中，便于對產(chǎn)品測試指標(biāo)信號的輸出波形圖進(jìn)行觀察和監(jiān)測。

2.2 軟件界面設(shè)計

為便于測試人員進(jìn)行操作，界面的左邊主要以輸入配置信息為主，界面的右邊主要以程序的運(yùn)行過程指示和測試指標(biāo)結(jié)果的實時顯示為主。程序運(yùn)行前，選用測試指標(biāo)時所需的儀器，將測試產(chǎn)品信息填寫完整。點擊“開始”后，測試軟件將自動讀取txt 配置文件的內(nèi)容并顯示在右側(cè)。利用進(jìn)度條指示，可觀測軟件運(yùn)行的測試進(jìn)度，利用合格指示判定指示燈，可觀察配置文件內(nèi)所有指標(biāo)的最終合格判定結(jié)果。

2.3 軟件流程設(shè)計

射頻類產(chǎn)品通用自動測試軟件采用事件機(jī)制協(xié)調(diào)控制各模塊的運(yùn)行，在各模塊完成各自的功能后返回主界面，等待操作人員進(jìn)行下一步的操作。操作人員通過點擊“測試”按鍵，即可觸發(fā)讀取配置文件，使程序按照txt 配置文件的內(nèi)容執(zhí)行，逐一實現(xiàn)儀器、串口的控制，以及測試數(shù)據(jù)的記錄功能。軟件的流程如圖2所示。

圖2 軟件系統(tǒng)流程

該自動測試系統(tǒng)，目前可實現(xiàn)頻譜儀、信號源、失網(wǎng)、標(biāo)網(wǎng)4種常用射頻指標(biāo)儀器的控制，以及串口和UDP 常用的端口控制。

2.4 配置文件的編寫

用文本文件txt 格式編寫的配置文件在射頻類產(chǎn)品通用自動測試系統(tǒng)中起著關(guān)鍵作用，是儀器控制、端口控制及測試流程控制的關(guān)鍵。編輯相關(guān)的儀器和串口命令可實現(xiàn)相關(guān)儀器的控制和串口的控制，其控制方法靈活，編輯簡單，可短時間內(nèi)通過重組文檔的測試指令，實現(xiàn)新產(chǎn)品的測試。儀器控制命令的格式由儀器名及相應(yīng)控制指令組成，端口控制的命令由端口號及相應(yīng)端口命令符組成，部分儀器控制編寫的配置文件如圖3所示。儀器的控制地址、端口的配置及地址可在軟件操作界面中進(jìn)行編輯修改，當(dāng)軟件測試啟動后，自動測試系統(tǒng)會根據(jù)設(shè)置的地址信息對相應(yīng)儀器和端口進(jìn)行管理和通信。

圖3 txt配置文件示例

3 結(jié)束語

文章根據(jù)射頻類產(chǎn)品測試指標(biāo)的特點，設(shè)計了射頻類產(chǎn)品通用自動測試系統(tǒng)，實現(xiàn)了儀器命令、端口控制指令的靈活組建。在不修改軟件的情況下，可滿足多種射頻類產(chǎn)品不同測試配置、測試場景的要求，提高了軟件的通用性和兼容性。利用txt 文本文件編輯的配置文件編寫簡單方便，可短時間內(nèi)根據(jù)產(chǎn)品測試要求完成多種指標(biāo)儀器端口控制的編輯，實現(xiàn)產(chǎn)品指標(biāo)的自動測試，極大縮短了新產(chǎn)品的軟件開發(fā)周期，提高了軟件開發(fā)效率。