按照需求设计系统(SoD)：一种敏捷的系统开发流程
概览
按照需求设计系统(SoD)是一种敏捷系统开发流程，利用模块化和标准组件来设计、集成和交付LRU硬件、嵌入式软件算法、硬件在环（HIL或HWIL）、集成实验室等的验证和功能测试系统。在其他公司仍然使用线性集成模型的情况下，SoD提供了多个并行任务，这些任务从测试解决方案的组件（不太可能随着程序的成熟而改变）着手。随着最终确定测试需求，围绕组件的任务需要更灵活地进行更改，然后在集成结束时进行。该自动化流程可缩短测试平台的交付时间。
SoD开发流程由SET GmbH和Tech180（现均隶属于艾默生(Emerson)的NI测试与测量事业部）共同开发。
打破常规测试方式，完成日常测试任务。NI可重配置的模块化平台可助您更快地解决世界上最棘手的挑战。
内容
问题
航空航天领域瞬息万变。太空旅行和飞行汽车即将成为现实。未来的飞行认证产品需要更多功能以及更复杂的软件和控件，这些都需要在更短的时间内进行测试和交付。
理想情况下，为与创新速度保持一致，通常前置测试设备时间表。从稳定无更改的需求开始，到为满足潜在客户定制化需求而进行长时间修改，再到测试、缺陷修改和集成返工。
实际上，工作量波动及项目风险往往会集中出现在项目后期。需求波动造成的输入接收延迟和返工会导致在最后关头陷入困境。成本随着截止日期的临近也在不断升高。集成过程中的返工将拖慢整个项目进度。
尽管提早开始项目也可以在一定程度上减轻压力，但解决问题的根源在于控制风险。在整个项目过程中，需求会不可避免地发生变化，如果提前开始系统设计阶段，就会很容易受到影响。初期决策对项目成败有着决定性作用，因为后续所有更改的成本和时间都将飙升。您也会无法区分测试系统中风险较低与风险较高的部分，而决策失误就意味着进度延迟和预算超支。若想在日后不做任何改动的情况下做出正确决策，不仅压力巨大，也不切实际
您是否愿意先完成并验证系统的某些部分，然后再处理风险较高的部分？如果所需覆盖范围在需求出现之前就已经准备就绪了呢？
您真正需要的是项目的测试覆盖范围。了解NI如何提供整个项目范围内的测试覆盖，而不仅仅是在项目临近结束时提供机架测试。
解决方案
SoD是首个敏捷系统开发流程，支持逐个单元地指定、设计、构建和验证测试系统的各个部分。使用该先进系统无需经历冗长的瀑布流程，并且可降低风险。更重要的是，此类系统仅需数周而非数月即可准备就绪，确保不会超出预算。
从硬件和软件配置服务到完整的标准化解决方案，NI可助您加速程序测试并在竞争中保持领先地位。
敏捷系统开发
试想一个熟悉的场景：对于一个笨拙、耗时的流程，您需要等待整个测试系统设计完成后才能开始构建。结果就是系统无法及时准备就绪，从而导致项目延误、预算超支，并使压力飙升。
敏捷开发流程真正的亮点就在于此。在按计划必须开始项目之前，并不总是能完全满足构建测试仪的产品要求。我们可以从已有信息着手；所用架构可支持后续多种类型的更改，因此不会产生高额成本或对生产进度造成影响。
NI使用独特的敏捷开发流程来完成整个测试系统，即使其他需求还尚未完全确定也并无影响。我们将设计分为稳定的需求和变更的需求，从而更快地开始构建，同时仍保留空间和接口来整合后续重要的项。
消除了序列化瀑布流程中的延迟，甚至可根据单个需求进行构建和单元测试。以这种方式对系统进行分段可提升适应性并降低风险，并且有助于保证项目如期进行。僵化的设计流程已成为过去。
图1： 采用测试系统开发流程，避免项目结束时，测试解决方案的设计和验证过程不可避免地出现进度延迟。
模块化和标准化硬件实现
SoD测试系统由COTS硬件组件组成，其中包括标准信号连接、布线和机架基础设施，以及模块化信号调理和仪表。因此，大多数信号类型都具有预配置的现成设计，这些设计已经过兼容性和功能验证。每种信号类型还随附有重要文档。
我们的模块化架构和敏捷流程避免了昂贵的点对点布线和定制设计。项目第一天即可构建和验证功能，从而将系统交付时间从数月缩短至数周。
NI使用标准的信号分类方法构建航空航天测试系统。
此外，NI测试工程师还可根据不同的故障条件来增强系统设计，从而进行验证和确认。用户定义的路由支持在真实硬件和仿真设备之间进行切换。通过这种方式，可以覆盖各种测试场景并在项目早期阶段开始测试，无需再等待所有组件可用。
了解我们的黑匣子方法如何在等待长期需求成熟的同时开发系统。
所有标准航空接口均可用。
在我们的架构中，预先开发了80种最常见的信号类型并实现了标准化。通过使用这些预先验证的信号，我们可降低项目的开发和测试风险。
调试简单。
系统配备了内置或外部自检选项，因此您可快速验证任何错误的来源。此外，我们的有线连接简化了系统的维护和修改流程。NI会提供完整的图纸、材料清单和信号跟踪文档。
适应现有软件和建模工作流程
SoD流程在具有开放式架构的系统中完成。LRU系统内部的测试软件根据待检查的生命周期阶段进行调整，而硬件基本保持不变。
SoD还利用抽象层在测试工程软件堆栈和硬件之间进行通信。因此，对测试序列或用户界面所做的任何更改都不会影响测试硬件的通信接口。
无需在过时的硬件和持续的软件升级维护之间纠结。借助NI的I/O服务器方法，在保留当前软件环境的同时，充分利用测试系统架构中的最新创新。
从行业标准的测试编程语言到多个受支持的应用软件，测试硬件、核心系统操作和实用软件的通信接口都基于现成的软件工具
LabVIEW、LabVIEW FPGA和LabVIEW Real Time
LabVIEW是一种图形化编程环境，测试工程师可将其用于与仪器通信，并在LRU验证、HIL和生产测试系统中收集数据。在SoD流程中，我们会将您的特定需求转化为透明的结构化LabVIEW应用。LabVIEW FPGA和LabVIEW Real-Time模块支持在LabVIEW中生成实时应用和FPGA代码。LabVIEW培训是SoD流程中提供的众多服务之一。
TestStand
TestStand是一款功能强大的软件，用于通过简单的配置来构建并表示测试序列。我们经验丰富且经过认证的TestStand开发人员(CTD)和架构师(CTA)可助您快速高效地获得高性能测试解决方案、操作界面和自定义步骤类型库。
VeriStand
VeriStand软件用于在控制、调节和监控系统的快速调试过程中，配置数据采集和记录、实时测试排序以及集成仿真模型。
第三方软件集成
无论您选择何种工具来构建当前的软件工作流程，SoD都能满足您的需求。我们支持使用Python进行测试。我们的实时软件专门设计用于作为建模环境与MathWorks® Simulink®软件配合使用。如果您不希望使用PXI控制器运行模型，我们也可以支持您使用自有服务器。我们致力于将硬件更改对您首选工作流程的影响降至最低。
MathWorks MATLAB®软件和Simulink软件
任何类型的仿真模型都是航空航天行业中许多嵌入式软件测试和HIL实时测试系统的重要组成部分。VeriStand原生支持将MathWorks MATLAB软件和Simulink软件模型集成到此实时环境中。我们很乐意协助您进行集成。如果模型稍大，我们可向您展示用于计算尤为密集的模型的软件架构（带有专用仿真计算机的反射内存网络），并将其集成到VeriStand实时环境中。
Python
您是否使用Python作为测试自动化的标准开发环境，并且已经拥有经过验证和认证的测试序列？您是否想对测试环境进行现代化改造，但又担心调整现有软件模块的工作量？
NI可助您集成现有的软件应用，并为您展示多种将NI工具链轻松便捷地集成到现有Python测试环境中的方法。
与NI合作的优势
如果外包测试系统创建工作，则需要寻找使用相同语言并提供所需系统要求和覆盖范围的合作伙伴。NI的开源模块化架构可帮助您和您的供应商为产品引脚提供相同要求。NI可提供多种形式的解决方案，从材料清单到一站式系统，应有尽有。
通常无需为每个需求提供工作说明。请告知我们您的产品具有哪些接口，我们将生成满足每个接口要求的解决方案。多数情况下，我们已为约80%的测试系统提供了现成的解决方案，从而可专注于系统中风险较高的部分。
使用SoD进行复用和扩展
借助SoD，每个新UUT都不再需要使用单独的测试系统。相反，可以复用和扩展以前的设计。根据您的新需求，我们可以分析出需要扩展的接口、定义必要的系统附加软件，并对系统进行相应的配置。然后，由您决定后续步骤：我们将提供手册和文档以便您继续安装，或者根据您的要求进行必要调整。
使用SoD，交付测试系统所需的准备时间可短至12至15周。此外，在项目启动后不久，您就会收到所有设计文档和规范。设计完成后，您将直接收到完整的仿真环境。
整个配置在报价阶段完成；因此，您可从一开始就全面了解系统及其功能和特性。该文档中附有准确的交货日期，您也可以在报价中找到该日期。
数字主权的关键
您可通过SoD获得包含完整文档和设计数据的开放式系统，用于全面了解测试系统，从而进行自主调整以适应快速变化的市场需求。因此，您可长期独立于任何第三方开展业务。同时，NI可助您减少繁重的开发活动。通过SoD，您还可以全面了解硬件和软件内部的所有信号，从而确保贵公司始终掌握测试系统的全部专业知识。
