德州​仪器​使用​NI​软​硬件​提高​了​固​件​测试​平台​吞吐量、​覆盖​范围​和​可靠性

Sambit Panigrahi(德州​仪器

“使用​NI TestStand​和​LabVIEW,​我们​成功​地​将​冗长​的​手​动​测试​过程​转换​为了​高度​自动​化​的​测试​循环,​并​将​原本​长达​数​周​的​回归​测试​周期​缩短到​了​数​天,​同时​还​提高​了​系统​稳定​性、​可​重复​使用​性​和​可​维护​性。”

- Sambit Panigrahi(德州​仪器)

挑战:

开发​一个​模​块​化​测试​解决​方案,​具有​抽象、​可​扩展、​模​块​化​和​简单​易​用​的​特点;​支持​跨​数百​个​电源​管理​集成​芯​片​(PMIC)​生成​测试​序列;​且​能​与​多种​仪器、​评估​模​块​和​源​测量​单元​(SMU)​进行​交互。

解决​方案:

使用​NI LabVIEW​软件​与​NI TestStand​构​建​一个​灵活​的​模​块​化​自动​化​测试​解决​方案,​可​根据​不同​需求、​通信​总​线​和​协议​测试​多个​PMIC,​而且​非​计算​机​专业​背景​的​工程​师​也能​轻松​使用。

作者:

Sambit Panigrahi(德州​仪器
​Shirish Kavoor(德州​仪器)

 

德州​仪器​(TI)​开发​了​一个​多​级​解决​方案,​包含​了​高层、​中间​件​和​底层​仪器​驱动​程序,​以及​可​记录​屏幕​捕捉​工具​等​序列​和​输出​序列​的​软件。

 

我们​复​用​EV2300​试用​版​模​块​的​底层​OCX​驱动​程序​来​与​电源​管理​设备​进行​通信,​使用LabVIEWNI TestStand作为​主要​的​编​程​语言​和​定​序​器,​并​定义​了​硬件​和​软件​抽象​层,​几乎​不​依赖​于​任何​特定​的​硬件​或​软件​平台。

 

实现​流程​自动​化      

大​多数​常见​的​固​件​测试​功能​包括​使用​固​件​读/​写​设备​进行​充电/​放电​仿真、​固​件​参数​检测​以及​温度​和​通信​仿真。

 

一般​来说,​电源​管理​设备​包含​模拟​组​件​(模拟​前端)​和​可​做​决策​的​数字​组​件​(微处理器)。​将​这些​组​件​结合​使用​可​实现​多种​功能,​如​保护​功能、​充电​管理、​与​主机​设备​进行​通信​和​电池​寿命​预测。​另外,​电源​管理​设备​也​必须​遵循​多种​标准​规范,​如​智能​电池​系统​(SBS)​和​日本​电子​信息​技术​产业​协​(JEITA)​标准。​因此,​我们​必须​开发​一种​系统​来​测试​所有​这些​固​件​功能。

 

由于​客户​预算、​预测​演算法​的​复杂​性、​功能​需求、​预期​实现​的​最终​应用​各不相同,​可​选择​的​PMIC​类型​非常​多。​再​加上​需求​不断​变化、​复杂​程度​不同,​以及​电源​管理​不同​IC​选项​之间​的​功能​差异,​开发​内部​使用​的​软件​​与​序列​生成​套​件​极​具​挑战​性。​但​所有​选项​又​必须​由​同一​软件​与​序列​生成​套​件​提供​支持,​所以​我们​决定​使用​LabVIEW​与​NI TestStand​开发​一种​解决​方案。​利用​NI​软件​的​灵活​性、​功能、​模​块​化​特性,​我们​轻松​克服​了​其他​软件​工具​难以​解决​的​问题。

 

NI TestStand​正​符合​我们​的​需要,​它​可​提供​脚本​支持​和​报表​生成​功能,​可​随时​随地​修改​序列,​简单​易​用。​这​款​强大​的​测试​管理​软件​平台​几乎​具备​了​我们​所需​的​全部​功能,​同时​也​包含​了​许多​我们​原本​没有​预料​会​用到​的​功能。

 

之所以​选择​LabVIEW,​是​因为​它​具有​强大​的​仪器​支持​和​立即​可用​的​驱动​程序,​可与​我们​现有​的​OCX​驱动​程序​无缝​配合,​并​可​广泛​应用​于​TI​的​各种​实验​室​自动​化​场景。

 

 

 

软件​抽象层

软件​架构​由​多个​组​件​组成。​NI TestStand​引擎​功能​强大,​支持​多种​编码/​脚本​生成​方法,​以及​多个​报表​生成​选项,​因而​成为​了​主要​的​测试​执行​软件。​若​条件​受限,​我们​也​会​使用​Python。

 

对于​测试​脚本,​我们​使用​大部分​基于​LabVIEW​开发​的​代码​模​块,​称为​NI TestStand。​同时​还​使用​等​量的​底层​驱动​程序,​采用​OCX​与​DLL​格式。​借助​LabVIEW​集成​工具,​我们​可​轻松​地​将​原有​的​驱动​程序​集成​至​新的​解决​方案。

 

软件​抽象​层​包含​可​互换​的​LabVIEW​驱动​程序​和​TI​函数​库,​可​控制​SMU、​示波器、​通用​I/​O (GPIO)、​通信​和​总​线​探查​器​(Sniffer)。

 

硬件​抽象​层​包括​NI PXI-4130 SMU、​NI PXI-1044 14​插​槽​机​箱​和​电位​计,​也​同样​具有​可​互换​性。

 

抽象​的​主要​作用​之一​就是​方便​用户​使用。​即使​不​熟悉​高级​LabVIEW​编​程​技巧​的​工程​师​也可以​使用​我们​的​系统。​通过​抽象,​我们​降低​了​用户​操作​的​复杂​性。

 

自动​化​的​优势

这​一​自动​化​系统​可​为​我们​带来​许多​优势,​如下​表​所​示:

 

指标 手​动​方法 自动​化​方法 自动​化​解决​方案​的​优势
所需​的​时间​(仅​回归​测试)* 需要​2周 测试​工程​师​不定​时​查看 - 3天

时间​缩短​70%

所需​的​时间​(回归​测试​+ Delta​测试)* 需要​2​周​以上 测试​工程​师​随时​查看 - 4天

时间​缩短​60%

测试​次数 约​90次 约​200​次:​工程​师​可​专心​开发​测试/​提高​测试​覆盖​率,​不必​将​时间​花​在​运行​测试上

测试​覆盖​率​提高​超过​100%

人为​错误 较​多​且​无法​检测

较​少​且​可​检测

几乎​完全​规避​了​人为​错误

报告​生成 繁​琐;​工程​师​需要​手​动​插入​所有​结果

自动​化​生成

无​需​花​时间​生成​报告

报告​格式 Microsoft Excel

XML/​HTML/​ASCII/​数据​库​记录

无​需​花​时间​记录

工时​(仅​回归​测试)* 2​周​(仅​回归​测试)

2天

(仅​回归​测试)

效率​提升​500%

工时​(回归​测试​+ Delta​测试)* 需要​2​周​以上

4天

时间​缩短​60%

*​假设​回归​测试​脚本​已​就绪

未来​展望

使用​LabVIEW​和​NI TestStand​开发​的​这​款​自动​化​系统,​我们​获益​良​多。​未来,​我们​计划​继续​开发,​实现​更多​功能,​如​自动​更新​内部​网站/​数据​库​的​结果​以​方便​内​外部​的​客户​访问;​将​特性​分析​高级​测试​和​测试​工程​师​纳入​到​固​件​测试​流程​中,​以及​提高​LabVIEW​和​NI TestStand​与​PERL/​Python​接口​之间​的​互​联​性​和​互​操作性。

 

LabVIEW​和​NI TestStand​解决​方案​的​优势

测试​固​件​的​所有​特性​难度​较大。​因此,​提升​测试​覆盖​率​和​可靠性​极其​重要。​此外,​将​对​固​件​执行​的​所有​测试​记录下来​也​具有​重要​意义,​日​后​可以​作为​参考。​使用​NI TestStand​和​LabVIEW,​我们​成功​地​将​冗长​的​手​动​测试​过程​转换​为了​高度​自动​化​的​测试​循环,​并​将​原本​长达​数​周​的​回归​测试​周期​缩短到​了​数​天,​同时​还​提高​了​系统​稳定​性、​可​重复​使用​性​和​可​维护​性。​基于​LabVIEW​和​NI TestStand​的​自动​化​测试​解决​方案​还​帮助​我们​的​团队​减少​了​人为​错误,​保障​了​测试​的​精确​性,​使​测试​可​快速​重复​执行,​精确​地​提高​软件​质量​管理​的​效率,​最终​提高​了​德州​仪器​产品​的​质量。

 

作者​信息:

Sambit Panigrahi
德州​仪器
​12500 TI Blvd
​Dallas, TX 75243
​United States
​电话:​626-315-5824
Sambit.Panigrahi@ti.com

 

图​1. ​ ​待​测​设备 ​
图​2. ​ ​软件​架构 ​