使用PXI Instrumentation和LabVIEW软件进行硬件测试的自动化环境外文翻译资料

 2023-01-20 11:01

武汉理工大学

毕业设计(论文)

外文文献翻译

翻译1

使用PXI Instrumentation和LabVIEW软件进行硬件测试的自动化环境

Vladimir D. Ćatić, Natalija M. Lukić, Iva M. Salom, Vukascaron;in P. Ristić, Milenko M. Kabović,and Nikola M. Nenadić

摘要 - 为了在串行生产过程中验证MIKME高级麦克风的必要性,开发了用于硬件测试的自动化测试系统。 该系统包括专门设计的测试夹具 - 指甲床,PXI仪器和LabVIEW应用程序,在本文中提供了与MIKME产品相关的所有功能。 提出的解决方案比手动测试快20倍,便宜得多,可靠性更高。

关键词:自动硬件测试,LabVIEW,PXI,测试程序,虚拟仪器仪表

一.介绍

在串行硬件生产过程中,有必要为制造单位的可靠快速验证找到解决方案。 故障单元的可能原因可能是组装过程中发生的错误(例如:焊接接触不良或短路),故障组件填充等。测试通常包括基本电气测量(电隔离,接触电阻,电源,电流消耗 ,时钟源频率),但可以包括更复杂的测试,如接口检查,协议验证,内存测试以及完整的功能测试。 虽然在某些特定情况下可以手动执行单元测试,但使用传统仪器,如万用表,频率计,示波器,自动测试程序更有效率和可靠性,并且由于疏忽和疲劳而不容易出现人为错误,从而改善上市时间并大大降低生产成本[1] - [4]。

这项工作得到了塞尔维亚部分的部分支持

教育,科技发展项目TR32038和III44003。

Vladimir D. Ćatić, is with the Mihailo Pupin Institute, Volgina 15,11060 Belgrade, Serbia; (phone: 381-11-2773545, e-mail:

vladimir.catic@pupin.rs).

Natalija M. Lukić is with the Mihailo Pupin Institute, Volgina 15,11060 Belgrade, Serbia; (phone: 381-11-677-27-55, e-mail:

natalija.lukic@pupin.rs).

Corresponding Iva M. Salom is with the Mihailo Pupin Institute,Volgina 15, 11060 Belgrade, Serbia; (phone: 381-11-677-27-55, e-mail:

iva.salom@pupin.rs).

Vukascaron;in P. Ristićis with the Mihailo Pupin Institute, Volgina 15,11060 Belgrade, Serbia; (phone: 381-11-677-27-55, e-mail:

vukasin.ristic@pupin.rs).

Milenko M. Kabović is with the Mihailo Pupin Institute, Volgina 15,11060 Belgrade, Serbia; (phone: 381-11-677-27-55, e-mail:

milenko.kabovic@pupin.rs).

Nikola M. Nenadić is with the Mihailo Pupin Institute, Volgina 15,11060 Belgrade, Serbia; (phone: 381-11-677-27-55, e-mail:

nenadic.nikola@gmail.com).

本文介绍了MIKME生产线硬件测试自动化系统。 MIKME是一种先进的电池供电独立无线高品质音频录音设备,可满足单个设备的多种要求:包含提供演播室级信号质量的高品质电容胶囊;内置内置存储器,提供录音,播放,顶级和AAC编码功能,以及通过USB接口共享文件;它通过蓝牙接口为iOS(Apple移动设备操作系统)的设备提供实时无线流,使用设计的应用程序编辑,混合和共享记录的轨道[5],这些要求强大的功能强加了复杂的硬件架构其包括两个功能板,以及连接它们的柔性板,相对小的表面上的大量部件和致密的轨道路由,模拟和数字信号的混合。此外,模拟信号具有高动态范围。这样的硬件结构在生产过程中增加了错误的风险,因此必须仔细地执行系统的每个部分的测试。为此,设计了基于PXI模块化仪器和LabVIEW应用程序的生产线自动化测试的复杂系统。在成功执行测试结束后,也会下载设备的固件,因此在测试之后,验证的单元可以在最终产品中进行组装。

二,自动测试环境(ATE)

图1:自动测试环境的一般框图

图2提出的ATE系统硬件实现的示意图

为了对MIKME设备进行自动硬件单元测试,二手设备连接到测试系统中,其一般结构如图1所示。 硬件配置如图1所示。 2,包含一台计算机 - 该系统的主控制器,具有专门设计的LabVIEW应用程序,通过驱动PXI仪器并通过专门开发的ATE固件与通信协议和测试程序进行通信,并与待测单元进行通信。 此外,LabVIEW应用程序与服务器上的数据库(DB)进行通信,从数据库获取基本信息并将测试结果写入该数据库。 专门设计的测试夹具(称为床钉(BoN))显示了系统组件之间的接口。

A单元测试

单元测试(UUT)包括MIKME设备的两个板:顶板和主板。 两块板都是基于强大的32位ARM Cortex M4处理器。 顶板由模拟音频组件组成:A / D转换器,D / A转换器和用于控制音频信号增益的模拟电路。 处理器执行音频信号处理,低通滤波,自动增益控制,MP4音频编码和解码,流同步缓冲器

等。

主板是数字板。 它用于从顶板收集数字音频数据,将数据写入eMMC存储器,并且在无线记录用例中,通过安全的蓝牙连接将数据发送到iOS移动设备。 主板还可以从iOS设备接收命令和音频数据,对其进行解码并将其播放到顶层。 除了蓝牙,USB连接可用于数据传输到计算机和电池充电。

这些板可以同时进行测试,或者单独使用已经验证的顶板或主板进行测试。

在两块板上都有由铜箔覆盖的薄膜和软质合金膜制成的测试点,因此当放置在BoN中时,测试探头正确连接[5],[6]。

B NI PXI模块化仪器

PXI(PCI eXtensions for Instrumentation)是一种基于PCI计算机总线的测试,测量和控制开放平台。 设计为模块化平台,PXI可通过广泛的可用模块化仪器构建灵活的测试环境。 National Instruments PXI平台用于测试,包括以下模块[5]:

bull;NI PXI-PCI8361(MXI卡) - 与PC通讯;

bull;NI PXI-4130(源测量单元) - 为电路板和模拟电池提供电压供应(当电路板处于USB电源供电状态时,该卡可以吸收电流并作为电池运行);此外,可以在每个给定的时刻进行电压和电流的读数;

bull;NI PXI-2503(矩阵继电器开关) - 3件,两件与DMM(数字万用表测量;输出连接到DMM)两个,用于在不同的测试点之间进行测量,一个用于执行器的控制(按钮和板的阀门标记;输入连接到12 V电源);

bull;NI PXI-4065(DMM) - 提供所需电阻和电压的测量;

bull;NI PXI-6509(数字输入/输出) - 当引脚设置为输出(用于继电器,FET等的控制)时,产生0或5 V,当设置为输入时,用于读取输

图3:ATE程序框图

入二进制信号;

bull;NI PXI-2594(射频开关) - 用于复用射频信

号(连接到输出的4个输入通道);

bull;NI PXI-4461(动态信号分析仪) - 同时产生和采集信号,以验证音频信号质量。

C其他设备

除了PXI模块,本系统还有其他几种仪器:

bull;GRYPHON GFS4400(条形码扫描仪) - 用于在主板和顶板上识别ID号码;

bull;FEASA LED分析仪 - 获取LED的颜色和强度;

bull;频率计数器键锁53220A;

bull;SEGGER闪光灯(J-Flash) - 用于编程板(ATE和生产固件);

bull;蓝牙适配器 - 检查设备的可见性和连接性;

bull;电磁阀 - 按钮测试;

bull;板标记 - 标记通过测试的板。

D 底板

指甲测试仪是一种传统的电子测试夹具,由大量的弹簧测试探头组成。测试探针放置在由耐热和坚固的玻璃纤维FR4材料制成的探针板中,并连接到定义的中间界面[5 ]。 该接线是通过包装或焊接完成的。 然后将电线直接或通过专门设计的适配器板链接到适当的模块或其他外部设备,该适配器板在不同信号之间提供所需的接口。 在测试探针的另一侧,连接主板和顶板的测试点。

E ATE固件

为了对板进行ATE测试,已经开发了专用于主板和主板的固件。电阻和电压测试结束后,每个主板上的闪存都会闪烁,提供与主板的串行(UART)通信。为了降低复杂性,主板接收测试的所有命令,并通过串行通信将相应的消息转发给顶板。有一个确定的UART协议用于发送和接收命令。命令的长

图4:应用图形用户界面的结果面板

度为10字节。消息的前两个字节呈现帧分隔符

(SFD)的开始。接下来的两个字节定义消息的方向(源地址和目的地)。第五个字节表示给出的命令的编号。其余的字节是有效载荷。接收到命令后,主板响应。主板首先发送确认,通常后跟一个或两个由结果或通知执行完成的消息(这些结果存储在消息的有效内容中)。每个消息的第六个字节保留给校验和。这些命令用于启动蓝牙芯片,打开LED,检查按钮是否被按下,检查内部电压测量,设置音频增益等。另外,还有一个写入字节到一次可编程(OTP)的命令,内存的处理器。首先,发送OTP写入命令,然后跟随OTP字节。 OTP字节包括有关电路板的信息,如序列号,硬件和软件版本等。

F. LabVIEW应用程序和MySQL数据库

虽然PXI模块与附加仪器一起直接执行采集和发出命令信号,但LabVIEW 2012 [9]开发的应用程序自动控制测试过程并管理National Instruments虚拟仪器。

MySQL数据库用于在测试开始时识别电路板,

并存储有关电路板的所有相关信息,如序列号,硬

件和软件版本,运算符名称,制造日期以及 检测结

果。 数据库可以通过服务器连接轻松访问。 登录过程假定所有运营商已经被定义或可以被管理员插入。 管理员可以选择要执行的一组测试,而对于其他操作员,数据库中预定义可用的测试集。 该程序和执行顺序以图3的方框图表示。他顺序执行测试,

可以使用通过的测试次数和计时器对整个测试的大致持续时间进行计数来监控进度。 测试完成后,在主窗口应用程序会有一个大的绿色圆圈,如果板通过测试,红色圆圈,如果板失败,如果在仪表或应用程序错误的情况下是黄色的( 以及错误消息)。 结果可以以图4所示的形式看出。 结果写在数据库中。

三 为MIKME硬件提供环境

设计的测试系统用于MIKME设备的系列生产中的自动单元测试。 图。 图5显示了被测单元的测试环境布局。 测试顺序执行,检查:电阻,电压,频率,存储器,按钮,LED,蓝牙,音频参数,电源。 可以看出,测试包括一些基本测量; 然而,还有更复杂的测试,如音频增益测量。 需要这些音频增益测量,因为在不同的JFET之间的截止电压不同,导致器件之间的增益不同,因此,为了在相同条件下在每个器件上提供相同的耳机输出。所有测量结果必须在确定的限度内。 在组装和初步测试期间,测试了大约100个主和190个顶板。 两板完整测试的持续时间约为5分钟。 从经验来看,与手动验证所需的时间相比,这个时间缩短了约20倍。

四 结论

所描述的自动化测试系统,其基于指甲床,ATE固件,PXI仪器和LabVIEW应用程序,被成功应用于MIKME产品的串行生产中的单元测试。使用该系统节省时间,减少 复杂性,通过消除人为错

误的因素提高质量并增强可靠性。

图5:自动测试环境:1)具有LabVIEW应用的计算机,2)具有UUT的BoN,3)NI PXI仪器,4)测试板

参考文献

[1] Designing Automated Test Systems – A Practical Guide to Software-Defined Test Engineering, National Instruments, 2009.

[2] Automatic Test Equipment on a Budg

剩余内容已隐藏,支付完成后下载完整资料


武汉理工大学

毕业设计(论文)

外文文献翻译

学 生 姓 名: 陈天宇

导 师 姓 名: 韩 雪

所 属 学 院: 机电工程学院

专 业 班 级: 测控1301

翻译1

使用PXI Instrumentation和LabVIEW软件进行硬件测试的自动化环境

Vladimir D. Ćatić, Natalija M. Lukić, Iva M. Salom, Vukascaron;in P. Ristić, Milenko M. Kabović,and Nikola M. Nenadić

摘要 - 为了在串行生产过程中验证MIKME高级麦克风的必要性,开发了用于硬件测试的自动化测试系统。 该系统包括专门设计的测试夹具 - 指甲床,PXI仪器和LabVIEW应用程序,在本文中提供了与MIKME产品相关的所有功能。 提出的解决方案比手动测试快20倍,便宜得多,可靠性更高。

关键词:自动硬件测试,LabVIEW,PXI,测试程序,虚拟仪器仪表

一.介绍

在串行硬件生产过程中,有必要为制造单位的可靠快速验证找到解决方案。 故障单元的可能原因可能是组装过程中发生的错误(例如:焊接接触不良或短路),故障组件填充等。测试通常包括基本电气测量(电隔离,接触电阻,电源,电流消耗 ,时钟源频率),但可以包括更复杂的测试,如接口检查,协议验证,内存测试以及完整的功能测试。 虽然在某些特定情况下可以手动执行单元测试,但使用传统仪器,如万用表,频率计,示波器,自动测试程序更有效率和可靠性,并且由于疏忽和疲劳而不容易出现人为错误,从而改善上市时间并大大降低生产成本[1] - [4]。

这项工作得到了塞尔维亚部分的部分支持

教育,科技发展项目TR32038和III44003。

Vladimir D. Ćatić, is with the Mihailo Pupin Institute, Volgina 15,11060 Belgrade, Serbia; (phone: 381-11-2773545, e-mail:

vladimir.catic@pupin.rs).

Natalija M. Lukić is with the Mihailo Pupin Institute, Volgina 15,11060 Belgrade, Serbia; (phone: 381-11-677-27-55, e-mail:

natalija.lukic@pupin.rs).

Corresponding Iva M. Salom is with the Mihailo Pupin Institute,Volgina 15, 11060 Belgrade, Serbia; (phone: 381-11-677-27-55, e-mail:

iva.salom@pupin.rs).

Vukascaron;in P. Ristićis with the Mihailo Pupin Institute, Volgina 15,11060 Belgrade, Serbia; (phone: 381-11-677-27-55, e-mail:

vukasin.ristic@pupin.rs).

Milenko M. Kabović is with the Mihailo Pupin Institute, Volgina 15,11060 Belgrade, Serbia; (phone: 381-11-677-27-55, e-mail:

milenko.kabovic@pupin.rs).

Nikola M. Nenadić is with the Mihailo Pupin Institute, Volgina 15,11060 Belgrade, Serbia; (phone: 381-11-677-27-55, e-mail:

nenadic.nikola@gmail.com).

本文介绍了MIKME生产线硬件测试自动化系统。 MIKME是一种先进的电池供电独立无线高品质音频录音设备,可满足单个设备的多种要求:包含提供演播室级信号质量的高品质电容胶囊;内置内置存储器,提供录音,播放,顶级和AAC编码功能,以及通过USB接口共享文件;它通过蓝牙接口为iOS(Apple移动设备操作系统)的设备提供实时无线流,使用设计的应用程序编辑,混合和共享记录的轨道[5],这些要求强大的功能强加了复杂的硬件架构其包括两个功能板,以及连接它们的柔性板,相对小的表面上的大量部件和致密的轨道路由,模拟和数字信号的混合。此外,模拟信号具有高动态范围。这样的硬件结构在生产过程中增加了错误的风险,因此必须仔细地执行系统的每个部分的测试。为此,设计了基于PXI模块化仪器和LabVIEW应用程序的生产线自动化测试的复杂系统。在成功执行测试结束后,也会下载设备的固件,因此在测试之后,验证的单元可以在最终产品中进行组装。

二,自动测试环境(ATE)

图1:自动测试环境的一般框图

图2提出的ATE系统硬件实现的示意图

为了对MIKME设备进行自动硬件单元测试,二手设备连接到测试系统中,其一般结构如图1所示。 硬件配置如图1所示。 2,包含一台计算机 - 该系统的主控制器,具有专门设计的LabVIEW应用程序,通过驱动PXI仪器并通过专门开发的ATE固件与通信协议和测试程序进行通信,并与待测单元进行通信。 此外,LabVIEW应用程序与服务器上的数据库(DB)进行通信,从数据库获取基本信息并将测试结果写入该数据库。 专门设计的测试夹具(称为床钉(BoN))显示了系统组件之间的接口。

A单元测试

单元测试(UUT)包括MIKME设备的两个板:顶板和主板。 两块板都是基于强大的32位ARM Cortex M4处理器。 顶板由模拟音频组件组成:A / D转换器,D / A转换器和用于控制音频信号增益的模拟电路。 处理器执行音频信号处理,低通滤波,自动增益控制,MP4音频编码和解码,流同步缓冲器

等。

主板是数字板。 它用于从顶板收集数字音频数据,将数据写入eMMC存储器,并且在无线记录用例中,通过安全的蓝牙连接将数据发送到iOS移动设备。 主板还可以从iOS设备接收命令和音频数据,对其进行解码并将其播放到顶层。 除了蓝牙,USB连接可用于数据传输到计算机和电池充电。

这些板可以同时进行测试,或者单独使用已经验证的顶板或主板进行测试。

在两块板上都有由铜箔覆盖的薄膜和软质合金膜制成的测试点,因此当放置在BoN中时,测试探头正确连接[5],[6]。

B NI PXI模块化仪器

PXI(PCI eXtensions for Instrumentation)是一种基于PCI计算机总线的测试,测量和控制开放平台。 设计为模块化平台,PXI可通过广泛的可用模块化仪器构建灵活的测试环境。 National Instruments PXI平台用于测试,包括以下模块[5]:

bull;NI PXI-PCI8361(MXI卡) - 与PC通讯;

bull;NI PXI-4130(源测量单元) - 为电路板和模拟电池提供电压供应(当电路板处于USB电源供电状态时,该卡可以吸收电流并作为电池运行);此外,可以在每个给定的时刻进行电压和电流的读数;

bull;NI PXI-2503(矩阵继电器开关) - 3件,两件与DMM(数字万用表测量;输出连接到DMM)两个,用于在不同的测试点之间进行测量,一个用于执行器的控制(按钮和板的阀门标记;输入连接到12 V电源);

bull;NI PXI-4065(DMM) - 提供所需电阻和电压的测量;

bull;NI PXI-6509(数字输入/输出) - 当引脚设置为输出(用于继电器,FET等的控制)时,产生0或5 V,当设置为输入时,用于读取输

图3:ATE程序框图

入二进制信号;

bull;NI PXI-2594(射频开关) - 用于复用射频信

号(连接到输出的4个输入通道);

bull;NI PXI-4461(动态信号分析仪) - 同时产生和采集信号,以验证音频信号质量。

C其他设备

除了PXI模块,本系统还有其他几种仪器:

bull;GRYPHON GFS4400(条形码扫描仪) - 用于在主板和顶板上识别ID号码;

bull;FEASA LED分析仪 - 获取LED的颜色和强度;

bull;频率计数器键锁53220A;

bull;SEGGER闪光灯(J-Flash) - 用于编程板(ATE和生产固件);

bull;蓝牙适配器 - 检查设备的可见性和连接性;

bull;电磁阀 - 按钮测试;

bull;板标记 - 标记通过测试的板。

D 底板

指甲测试仪是一种传统的电子测试夹具,由大量的弹簧测试探头组成。测试探针放置在由耐热和坚固的玻璃纤维FR4材料制成的探针板中,并连接到定义的中间界面[5 ]。 该接线是通过包装或焊接完成的。 然后将电线直接或通过专门设计的适配器板链接到适当的模块或其他外部设备,该适配器板在不同信号之间提供所需的接口。 在测试探针的另一侧,连接主板和顶板的测试点。

E ATE固件

为了对板进行ATE测试,已经开发了专用于主板和主板的固件。电阻和电压测试结束后,每个主板上的闪存都会闪烁,提供与主板的串行(UART)通信。为了降低复杂性,主板接收测试的所有命令,并通过串行通信将相应的消息转发给顶板。有一个确定的UART协议用于发送和接收命令。命令的长

图4:应用图形用户界面的结果面板

度为10字节。消息的前两个字节呈现帧分隔符

(SFD)的开始。接下来的两个字节定义消息的方向(源地址和目的地)。第五个字节表示给出的命令的编号。其余的字节是有效载荷。接收到命令后,主板响应。主板首先发送确认,通常后跟一个或两个由结果或通知执行完成的消息(这些结果存储在消息的有效内容中)。每个消息的第六个字节保留给校验和。这些命令用于启动蓝牙芯片,打开LED,检查按钮是否被按下,检查内部电压测量,设置音频增益等。另外,还有一个写入字节到一次可编程(OTP)的命令,内存的处理器。首先,发送OTP写入命令,然后跟随OTP字节。 OTP字节包括有关电路板的信息,如序列号,硬件和软件版本等。

F. LabVIEW应用程序和MySQL数据库

虽然PXI模块与附加仪器一起直接执行采集和发出命令信号,但LabVIEW 2012 [9]开发的应用程序自动控制测试过程并管理National Instruments虚拟仪器。

MySQL数据库用于在测试开始时识别电路板,

并存储有关电路板的所有相关信息,如序列号,硬

件和软件版本,运算符名称,制造日期以及 检测结

果。 数据库可以通过服务器连接轻松访问。 登录过程假定所有运营商已经被定义或可以被管理员插入。 管理员可以选择要执行的一组测试,而对于其他操作员,数据库中预定义可用的测试集。 该程序和执行顺序以图3的方框图表示。他顺序执行测试,

可以使用通过的测试次数和计时器对整个测试的大致持续时间进行计数来监控进度。 测试完成后,在主窗口应用程序会有一个大的绿色圆圈,如果板通过测试,红色圆圈,如果板失败,如果在仪表或应用程序错误的情况下是黄色的( 以及错误消息)。 结果可以以图4所示的形式看出。 结果写在数据库中。

三 为MIKME硬件提供环境

设计的测试系统用于MIKME设备的系列生产中的自动单元测试。 图。 图5显示了被测单元的测试环境布局。 测试顺序执行,检查:电阻,电压,频率,存储器,按钮,LED,蓝牙,音频参数,电源。 可以看出,测试包括一些基本测量; 然而,还有更复杂的测试,如音频增益测量。 需要这些音频增益测量,因为在不同的JFET之间的截止电压不同,导致器件之间的增益不同,因此,为了在相同条件下在每个器件上提供相同的耳机输出。所有测量结果必须在确定的限度内。 在组装和初步测试期间,测试了大约100个主和190个顶板。 两板完整测试的持续时间约为5分钟。 从经验来看,与手动验证所需的时间相比,这个时间缩短了约20倍。

四 结论

所描述的自动化测试系统,其基于指甲床,ATE固件,PXI仪器和LabVIEW应用程序,被成功应用于MIKME产品的串行生产中的单元测试。使用该系统节省时间,减少 复杂性,通过消除人为错

误的因素提高质量并增强可靠性。

图5:自动测试环境:1)具有LabVIEW应用的计算机,2)具有UUT的BoN,3)NI PXI仪器,4)测试板

参考文献

[1] Designing Automated Test Systems – A Practical Guide to Software-Defined Test Engineering, National Instruments, 2009.

[2] Automatic Test Equipment on a Budg

剩余内容已隐藏,支付完成后下载完整资料


资料编号:[141531],资料为PDF文档或Word文档,PDF文档可免费转换为Word

您需要先支付 30元 才能查看全部内容!立即支付

课题毕业论文、文献综述、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。