選擇測試與量測軟體的指南
概觀
測試與量測工程師需要特定用途的工具。通用軟體與程式設計語言的使用方式廣泛,但其功能受限,能因應建置實體測試系統與測試資料的複雜性。
內容
測試與量測應用的主要挑戰
測試與量測應用既獨一無二,也相當困難。他們必須與實際環境互動,因為這樣的複雜度會讓其他應用領域的開發人員難以因應。這些應用程式必須從多個同步化來源取得資料、使用專業演算法來分析這些資料、執行平行程序,接著再部署至遠端系統。為了因應這些挑戰,工程師需要開發軟體來提供特定領域的解決方案,以滿足上述各項需求,同時滿足專案交付期限。
訊號擷取
每種測試與量測應用都採用相同的目標,也就是要取得資料以確認產品功能是否正確。這個流程帶來了第一項挑戰:正確連接多組儀器與裝置,以利進行訊號收發。在最簡單的形式中,這項流程需仰賴 Instrument Drivers,以透過 PCI、USB 或序列等通訊匯流排串流資料。廠商通常會提供這些驅動程式,但若沒有對開發環境的高品質支援,將難以自動化儀器與量測作業。許多應用程式也需要處理多個通道與訊號類型,包含訊號處理的類比 I/O、數位訊號、通訊匯流排與 RF。這些通道之間將會產生時間相依性,這表示訊號時序、觸發與同步化,可能就如相同的用途,也會是相同的。在這些情況下,軟體必須能夠存取整個系統,而不會一次孤立於單一儀器。
資料處理
取得資料之後,資料的處理與顯示方式必須讓工程師得知產品深入分析或影響行動。不同裝置的資料通常會以不同的速率進入應用程式,因此必須持續進行處理與儲存,才能維持完整性。
使用者經常需要向使用者顯示這項資料,以利進行即時監控,這意味著測試與量測應用通常必須搭配精密行動元件或平行執行的作業,且這些操作往往彼此之間有一定的相依性。在專為序列或離線處理所設計的環境中,難以建置這些應用程式,因此,若要發揮開發效率,就必須針對平行執行進行最佳化處理。
系統部署與管理
量測作業會以自動化序列的一部分執行,此序列通常會與開發機器分開部署至目標系統。此機器可能是遠端 PC、測試機架上的控制器、即時目標系統,甚至是 FPGA 等嵌入式目標系統。這些部署作業通常會包含多個工作站,並可在偏遠地點或國際地點進行。軟體開發不會在部署時結束。由於測試與量測應用常用多年,自動化量測序列必須隨著時間更新、維護與重新定義。
這項需求代表軟體的架構必須採用可編輯、可擴充、可遠端存取/部署的方式,以盡可能縮短停機時間,並避免無法匹配的設定,進而導致成本高昂的重新測試與逃脫。此外,團隊也必須管理資料收集與儲存作業,確保所有設計、品質與生產團隊的資料收集與儲存作業一致且方便使用。如果組織未仔細管理系統部署與生命週期考量,通常會面臨嚴重的作業負擔。
NI 軟體的優點
目前有許多軟體開發工具與語言可供使用,而最廣泛的軟體開發語言通常會擁有最大的使用者群。然而，它們並不適合測試與量測應用的需求。
C 與 Python 等語言的優勢各不相同:其開放原始碼函式庫的生態系統、人才的可用性,以及開發作業工具的生態系統,讓這些語言變得更加吸引人心。但除了常見的語法之外,這些方法並不適合用於測試與量測應用。
- 硬體驅動程式、分析函式、使用者介面功能與部署目標均不夠或無法存取,進度速度較慢,工程師的生產力也較低。
- 創新往往會優先考量最大的開發團體,其中幾乎不包含測試與量測工程師。因此,組織無法假設能及時採用最新技術或安全標準。採用新技術時,通常會反映出最大聲音的優先順序,也就是將測試做為後續思考,而不是主要使用案例。
- 使用通用工具的測試工程師可能會受到隔離,因為他們的開發社群往往會專注於語法,而不是以整體的情境呈現測試與量測應用開發的廣泛背景。
您需要可靠、功能強大的軟體,以解決測試與量測應用的挑戰。採用測試專屬軟體工具鏈不僅能釋放您大量的時間,更能專心處理更具價值且以產品為主的任務,例如新增功能並確保客戶品質。
NI 軟體是專為測試與量測應用所打造的高效且完整的測試與量測工具鏈。我們的開發人員建立了一組工具,可提升您的測試工程生產力、提供靈活彈性以滿足不斷變化的需求,並且促進有效的協作。
使用速度與效率
NI 軟體的設計是以測試工程師的具體需求為基礎。由於每項作業都更快速且更有效率,因此選擇專業軟體能讓工程師提高 50% 以上的生產力,相較於使用通用工具。只要運用專案最佳化的工具,工程團隊就能節省數千小時 (價值數百萬美元)。NI 工具的速度與效率相當多元,其中包括下列優點:
- 整合式工作流程:測試工程專案包含一組工作流程,從需求收集與測試規劃開始,從量測開發與編碼流程結束,再到系統部署、管理,最終終止運作。流程效率不彰的主要原因,在於工作項目之間的移轉。只要變更設定、資料格式、架構與通訊等各方面,可能會導致繁重的障礙,在某些情況下,也會衍生出昂貴的重複作業。只要使用單一的一致工具組合,就能在工作之間輕鬆流動,盡可能減少這些轉換中所浪費的時間。
- 方便使用的功能—開發測試與量測應用需要專業的功能。從簡單的作業,例如在格式完善的波形圖中顯示資料,到聲音與振動常式分析等進階作業,都有。NI 工具不同於通用軟體,這些功能在開箱後便於使用。如此有助於減少搜尋與驗證外部或開放原始碼函式庫所造成的延遲情況。
- AI 提升生產力—為了有效提升測試工程師的生產力,AI 必須能夠存取所處理的系統資訊與資料。AI 智慧不僅應內建於工程師所使用的工具中,也必須運用測試工程方法與最佳實務進行教學。NI 軟體組合可透過 NI NigelTM AI 加強,透過直接在開發環境中使用使用者的工作內容,提供測試開發指引。Nigel 可建議系統架構方法、協助撰寫程式碼,並從資料集提供深入分析,以提升生產力。
- 緊密整合硬體:NI 軟體提供原生硬體連線功能,可輕鬆存取適用於自動化測試的廣泛 NI I/O 應用組合與部署平台。使用 NI 硬體時,設定公用程式可協助使用者同時找出與取得多組儀器的資料。採用模組化規格的儀器可分散至一個或多個機箱,並同步化,以將值得信賴的資料連續串流至主機。以 NI 軟體編寫的程式也能部署至 Linux 即時目標系統和 FPGA 目標系統,適用於高速、高可靠度與高精確度的應用,不需深入了解編譯鏈。相較於使用一般用途工具,NI 軟體工具內的原生硬體知識可讓此體驗更快速、更輕鬆。
信心十足地開發
由於產品與技術迅速進入市場,測試與量測應用的複雜度也與日俱增。軟體選擇會同時影響開發團隊的短期與長期能力。靜態或不一致的軟體會隨著時間的推移造成限制,並隨著需求變化而緩慢抑制團隊的生產力。
NI 軟體在測試技術領域擁有備受肯定的記錄,也是領先業界的頂尖廠商,讓工程師不僅能運用平台打造產品,還能拓展職涯!使用 NI 軟體的工程師可透過開放且可調整的平台架構,信心十足地因應未來需求,其優點包括:
- 高階且靈活的開發—使用快速開發應用軟體搭配開放式程式設計語言,將開發時間縮到最短,但不限制範圍。這表示,只要幾秒鐘就能設定通道設定等重複作業或常見作業,而且一律能整合特殊儀器連線、專屬 IP 或客制邏輯等獨特功能。NI 軟體平台可讓工程師快速工作,並滿足不斷演進的測試規格。
- 開放互通性—利用 NI 軟硬體平台,妥善利用最廣泛的軟硬體生態系統。業界最大的開放儲存區有超過 10,000 種 Instrument Drivers,可供您選擇。原生整合以 Python、C、C++、MathWorks® MATLAB ® 軟體等語言所編寫的 IP。使用業界通訊協定與標準,例如 CAN、I2C、HTTP、網路服務、TCP、UDP 等。這些開放式整合選項可讓測試工程師信心十足地使用 NI 軟體平台開發自動化整個測試系統,而不限於其零件。
- 最新的功能—新技術正迅速在商業上推出,而且有可能會影響開發流程,讓那些能夠運用這項技術的人都能受惠。NI 軟體提供豐富的公開規劃藍圖,顯示著我們致力於將最新技術應用於測試與量測應用。無論是全新的作業系統、人工智慧模型與協定等軟體,還是 GPU 與 FPGA 等硬體元件,NI 軟體平台都是測試工程師可信實施所需技術的首選。這樣一來,工程師便能自信地開發最先進的技術,無須分心從產品設計中自行建置必要的基礎架構。
- 安全與信任:NI 軟體是測試產業領導者,能符合 IT 部門與政府法規所要求的網路安全標準。在安全開發生命週期 (SDL) 中,我們會產生適用於 NI LabVIEW 與其他軟體產品的 SBOM。這些產品被視為許多國防、航太與自動化公司所參考的黃金標準,且符合或超越全球各地的法規準則,包括歐盟與美國。LabVIEW 本身是記憶體安全的語言,因為它不斷編譯、受管理緩衝區,以及記憶體配置±可降低漏洞的風險。完整的加密功能也可用於任何網路連線技術,包括系統管理工具與 Nigel AI。
協同合作
測試與量測工程師只要能攜手合作就能發揮最大的成效。這對許多人來說是一大挑戰;在以設計工程為主的組織中,這個職位可視為專屬。測試團隊也經常分散在不同地點,因此,工程師可能難以獲得所需的支援。NI 軟體的設計是以合作為本,其中包含分享與標記功能、遠端管理功能、現代開發作業工作流程,以及活躍的使用者社群。NI 軟體使用者絕對不會獨力合作,因此能協助:
- 自動化協作—要讓測試能發揮成效,就必須採用集中式平台,讓各種規模的團隊能共同規劃、管理並最佳化運作。NI 軟體的協作方式可為分散在實體環境中的團隊提供工具,以有條理且生產力十足的方式遠端分享資料、想法與意見。檢視控制介面、檢查系統狀態、部署軟體或產生整個組織的系統報告。使用 Nigel 來尋找並整理來自多種來源與時間的作業與資料,進而提高與同事的合作效率。
- 社群滿意度:NI 軟體可支援活躍的社群,這些社群由工程師組成,他們熱愛測試與量測應用,並且相互支援。建立量測系統不只是編寫最佳實務的程式碼。從訊號路徑到硬體選擇、軟體架構與演算法細微差別,全都必須納入考量。NI 軟體社群包含擁有數千年的產業經驗的測試與量測專業人士。NI 軟體提供健全的線上支援討論區、超過 100 個面對面使用者群組、使用者主導的會議 (遍及全球各地)，以及教育課程，可協助世界各地的工程師提升專業能力並建立成功的職涯。
- 團隊開發—測試與量測應用越來越複雜,因此需要由更大的開發團隊貢獻,以及更嚴格的測試流程。NI 軟體可在現有的 CI/CD 流程中運作:內建於 LabVIEW 的 diff 與合併函式,可協同於單一程式碼架構進行開發。您可以將完整的 LabVIEW 應用程式與相依性封裝到 Docker 容器中,以實現自動化測試或修改。
開始使用 NI 測試與量測軟體
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