Кіріспе

Электрондық жүйелерді сынау құрылғысы

Электрондық сынау жабдықтары сыналатын электрондық құрылғылардан (DUT) сигналдар жасау және оларға жауаптарды өлшеу үшін қолданылады. Осылайша, DUT-тің дұрыс жұмыс істейтінін растауға немесе құрылғыдағы ақауларды табуға болады. Электрондық жүйелермен кез келген маңызды жұмыстың ішінде электрондық сынау жабдықтарын пайдалану қажет. Электрониканы практикалық жобалау және құрастыру үшін әртүрлі электрондық сынау жабдықтары қажет, олар өте қарапайым және арзан (мысалы, шам мен сынау сымынан тұратын сынау шамдығы) бастап, өте күрделі және жетілдірілген, мысалы автоматты сынау жабдықтарына (ATE) дейін. ATE көбінесе осы құралдардың көпшілігін нақты және модельдеу түрінде қамтиды. Әдетте, схемалар мен жүйелерді әзірлеу кезінде өндірістік сынақтар жүргізуге немесе пайдаланудағы өндірістік бөлімдерді жөндеуге қарағанда, күшті сынау жабдықтары қажет.

Платформалар

Қазіргі уақытта автоматтандырылған электрондық сынақ және өлшеу жүйелерін құру үшін бірнеше модульдік электрондық аспаптық платформалар қолданылады. Бұл жүйелер электрондық құрылғылар мен түйіндерді кіріс бақылаудан өткізуге, сапасын қамтамасыз етуге және өндірістік сынақтар жүргізуге кеңінен пайдаланылады. Стандартты өнеркәсіптік байланыс интерфейстері сигнал көздерін өлшеу құралдарымен "жанама тізбекте" немесе шасси/негіздік жүйелерде байланыстырады, көбінесе сыртқы компьютерде іске қосылған арнайы бағдарламалық қамтамасыз етумен басқарылады.

GPIB/IEEE-488

Жалпы мақсаттағы интерфейс шинасы (GPIB) — IEEE 488 (Электр және электроника инженерлері институты жасаған стандарт) стандартты параллель интерфейсі, ол сенсорлар мен бағдарламаланатын құралдарды компьютерге қосу үшін қолданылады. GPIB — 8 Мбайт/с жылдамдықпен деректерді тасымалдауға қабілетті 8 биттік цифрлық параллель байланыс интерфейсі. Ол 24 контактілі жалғау арқылы 14 құралды жүйелік контроллермен тізбектеуге мүмкіндік береді. Бұл құралдарда кездесетін ең көп таралған I/O интерфейстерінің бірі болып табылады және арнайы құралдарды басқару үшін жасалған. IEEE 488 спецификациясы осы шинаны стандарттады және оның электрлік, механикалық және функционалдық сипаттамаларын анықтады, сонымен қатар оның негізгі бағдарламалық байланыс ережелерін белгіледі. GPIB құралдарды басқару үшін берік қосылымды қажет ететін өнеркәсіптік ортада ең жақсы жұмыс істейді. GPIB стандартын 1960 жылдардың соңында Hewlett Packard компаниясы өзінің бағдарламаланатын құралдарын қосу және басқару үшін әзірлеген. Цифрлық контроллерлерді және бағдарламаланатын сынақ жабдықтарын енгізу әртүрлі өндірушілерден құралдар мен контроллерлер арасындағы байланыс үшін стандартты, жоғары жылдамдықты интерфейске қажеттілік тудырды. 1975 жылы IEEE ANSI/IEEE Standard 488–1975 жариялады, IEEE Standard Digital Interface for Programmable Instrumentation, онда интерфейстік жүйенің электрлік, механикалық және функционалдық сипаттамалары қамтылған. Бұл стандарт кейіннен 1978 жылы (IEEE 488.1) және 1990 жылы (IEEE 488.2) қайта қарастырылды. IEEE 488.2 спецификациясына бағдарламаланатын құралдарға арналған стандартты командалар (SCPI) кіреді, олар әрбір құрал класы орындауы тиіс нақты командаларды анықтайды. SCPI осы құралдардың үйлесімділігі мен конфигурациялануын қамтамасыз етеді. IEEE 488 шинасы ұзақ уақыт бойы танымал болды, өйткені оны пайдалану оңай және бағдарламаланатын құралдар мен стимулдардың үлкен таңдауын пайдалануға болады. Дегенмен, үлкен жүйелердің мынадай шектеулері бар:

Драйвердің шығыс сыйымдылығы жүйені 14 құрылғыға және контроллерге шектейді. Кабельдің ұзындығы контроллерлік құрылғы аралығын екі метрден немесе жалпы 20 метрден кем емес етеді. Бұл бөлмеде орналасқан жүйелерге немесе қашықтан өлшеуді қажет ететін жүйелерге беріліс мәселелерін тудырады. Негізгі адрестер жүйеде негізгі адрестері бар 30 құрылғыны шектейді. Қазіргі заманғы құралдар екіншілік адрестерді сирек қолданады, сондықтан бұл жүйе өлшеміне 30 құрылғы шек қояды.

Құрал-саймандар үшін LAN кеңейтулері

LXI (LXI) стандарты Ethernet желісін пайдаланатын өлшеу құралдары мен деректерді жинау жүйелері үшін байланыс протоколдарын анықтайды. Бұл жүйелер кішкентай, модулдік құралдарға негізделген, төмен құнмен, ашық стандартты LAN (Ethernet) желісін қолданады. LXI стандартына сәйкес келетін құралдар, карталы шасси архитектурасының құны мен пішін факторларының шектеулерінен тыс, модулдік құралдардың өлшемдері мен интеграциясының артықшылықтарын ұсынады. Ethernet байланысын пайдалану арқылы LXI стандарты, икемді жинақтауға, жоғары жылдамдықты I/O-ға және LAN қосылымын коммерциялық, өнеркәсіптік, аэроғарыштық және әскери салалардағы кең ауқымды қолдануда стандарттауға мүмкіндік береді. LXI стандартына сәйкес келетін әрбір құрал, LXI стандартына сәйкес келмейтін құралдармен байланысты жеңілдету үшін бір-бірімен алмастырылатын виртуалды құрал (IVI) драйверін қамтиды, сондықтан LXI құрылғылары LXI стандартына сәйкес келмейтін құрылғылармен (мысалы, GPIB, VXI, PXI және т.б. қолданатын құралдармен) байланыса алады. Бұл құралдардың гибридтік конфигурацияларын құру және пайдалануды жеңілдетеді. LXI құралдары кейде сынақ және өлшеу қолданбаларын конфигурациялау үшін кіріктірілген сынақ скрипттері процессорларын пайдалана отырып, скрипттерді қолданады. Скрипт негізіндегі құралдар архитектуралық икемділікті, өнімділікті жақсартуды және көптеген қолданулар үшін төмен құнды қамтамасыз етеді. Скрипттер LXI құралдарының артықшылықтарын арттырады, ал LXI скрипттерді іске қосуға және жақсартуға мүмкіндік беретін мүмкіндіктерді ұсынады. Құралдар үшін қазіргі LXI стандарттары құралдардың бағдарламаланатын немесе скрипттерді іске асыратындығын талап етпесе де, LXI спецификациясындағы бірнеше ерекшеліктер бағдарламаланатын құралдарды болжайды және LXI стандартына сәйкес келетін құралдарда скрипттердің мүмкіндіктерін арттыратын пайдалы функционалды қамтамасыз етеді.

Құрал-саймандар үшін VME кеңейтулері

VME eXtensions for Instrumentation (VXI) – негізінен автоматты сынақ жабдықтарымен (ATE) қолданылатын электрлік және механикалық стандарт. VXI әртүрлі өндірушілердің жабдықтарын ортақ басқару және қаптама ортасында бірлесіп жұмыс істеуге мүмкіндік береді. VPX (әрі VITA 46 деп те аталады) – жоғары жылдамдықты байланыс арнасын қолдана отырып, коммутациялық арна үшін қолдаумен VMEbus негізінде құрылған ANSI стандарты. VXI құралдар қолдану қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін VMEbus сипаттамаларын және жалпы мақсаттағы интерфейс шинасының (GPIB) мүмкіндіктерін біріктіреді. VME, VPX және VXI контроллерлері мен процессорлары үшін басқа технологиялар да қолдануда болуы мүмкін. VME, VPX және VXI шиналық интерфейстері мен адаптерлерін таңдау үшін қолданыстағы технологияларды талдау қажет. Алғашқы VME шинасы (VMEbus) Eurocards, берік тізбек тақтарын пайдаланады, олардың беріктігін арттыру үшін шеттік қосылыштардың орнына 96 контактілі плагині болады. VME64 – 64 биттік деректерді беру және адрестеуді қамтамасыз ететін VMEbus-тің кеңейтілген нұсқасы. VME64 мүмкіндіктеріне асинхронды деректерді беру, 16 мен 40 бит аралығындағы адрестеу диапазоны, 8 мен 64 бит аралығындағы дерек жолының ені және 80 Мбит/с ені кіреді. VME64 extended (VME64x) – 160 контактілі қосқыштар отбасы, 3.3 В қуат көзі контактілері, 160 Мбит/с дейінгі ендік, инжектор/эжектор құлыптағыш тұтқалары және «жедел ауыстыру» мүмкіндігі бар бастапқы VMEbus-тің жетілдірілген нұсқасы. VME160 деректерді 160 Мбит/с жылдамдықпен жібереді. VME320 деректерді 320 Мбит/с жылдамдықпен жібереді. VXI құралдар қолдану қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін VMEbus сипаттамаларын және жалпы мақсаттағы интерфейс шинасының (GPIB) мүмкіндіктерін біріктіреді. VPX қолданбалары үшін VME, VPX және VXI шина интерфейстері мен адаптерлері де қолдануда.

Құрал-саймандар үшін PCI кеңейтулері

PCI eXtensions for Instrumentation (PXI) — деректерді жинау және нақты уақытты басқару жүйелері үшін арналған, мамандандырылған перифериялық шина. 1997 жылы ұсынылған PXI, CompactPCI 3U және 6U форматтарын пайдаланады және өлшеу қолданбаларына қажетті триггерлік желілер, жергілікті шина және басқа да функцияларды қамтиды. PXI аппараттық және бағдарламалық құралдардың техникалық талаптары PXI Systems Alliance ұйымымен әзірленеді және күтіліп тұрады. Әлем бойынша 50-ден астам өндіруші PXI аппараттық құралдарын шығарады.

Универсалды сериялық шина

Универсалды сериялық шина (USB) пернетақталар мен тышқан сияқты сыртқы құрылғыларды компьютерлерге қосуға мүмкіндік береді. USB – бір портқа 127 құрылғыға дейін қосыла алатын, қосып-қосылмай-ақ жұмыс істейтін шина және 480 Мбит/с теориялық ең жоғары өткізу қабілетіне ие (USB 2.0 спецификациясымен белгіленген жоғары жылдамдықты USB). USB порттары компьютерлердің стандартты мүмкіндіктері болғандықтан, олар дәстүрлі сериялық порт технологиясының табиғи дамуы болып табылады. Дегенмен, бірнеше себептерге байланысты өнеркәсіптік сынақ және өлшеу жүйелерін құруда кеңінен қолданылмайды (мысалы, USB кабельдері көбінесе өнеркәсіптік стандартқа сай келмейді, шуға сезімтал, сенімді түрде бекітілмейді және оңай ажыратылып кетеді, сондай-ақ контроллер мен құрылғы арасындағы ең көп қашықтық бірнеше метрмен шектеледі). Басқа да кейбір қосылымдар сияқты, USB көбінесе зертханалық ортада, мықты шиналық қосылымды қажет етпейтін қолданулар үшін пайдаланылады.

RS-232

RS 232 – талдау және ғылыми құралдарда, сондай-ақ принтерлер сияқты сыртқы құрылғыларды басқаруда кеңінен қолданылатын, тізбектік байланыс стандарты. GPIB-ден өзгеше, RS 232 интерфейсі арқылы бір уақытта тек бір құрылғыны қосу және басқару мүмкін. RS 232 салыстырмалы түрде баяу интерфейс болып табылады, оның деректерді беру жылдамдығы әдетте 20 кБ/с-тан кем. RS 232 баяурақ және сенімділігі төмен байланысқа үйлесімді зертханалық қолданыстар үшін ең қолайлы.

Сынақ скрипттер процессорлары және арна кеңейту шинасы

Соңғыда әзірленген сынақ жүйесі платформаларының бірі жоғары жылдамдықты шинамен байланыстырылған, бортында сынақ скрипттерін өңдейтін құралдарды қолданады. Бұл тәсілде бір "басты" құрал сынақ скриптін (шағын бағдарламаны) іске қосады, ол сынақ жүйесіндегі әртүрлі "құл" құралдарының жұмысын басқарады, олар жоғары жылдамдықты LAN негізіндегі триггерлік синхрондау және құралдар арасындағы байланыс шинасы арқылы байланыстырылған. Скрипттеу – әрекеттер тізбегін үйлестіру үшін скрипт тілінде бағдарламалар жазу. Бұл тәсіл сынақ және өлшеу саласындағы қолданбаларға тән кішкентай хабарламаларды беруге оңтайландырылған. Желідегі аз жүктеме және 100 Мбит/с деректер жылдамдығымен, бұл нақты қолданбаларда GPIB және 100BaseT Ethernet-тен едәуір жылдам. Бұл платформаның артықшылығы – барлық қосылған құралдар бір-бірімен тығыз байланысқан көп арналы жүйе ретінде жұмыс істейді, сондықтан пайдаланушылар өздерінің сынақ жүйесін қажетті арналар санына қарай тиімді түрде кеңейте алады. Осы типтегі платформада конфигурацияланған жүйе толыққанды өлшеу және автоматтандыру шешімі ретінде дербес жұмыс істей алады, онда басты блок көзді, өлшеуді, қабылдау/қабылдамау шешімдерін, сынақ реттілігін басқаруды, сұрыптауды және компонентті ұстау құралын немесе зондты басқарады. Арнайы триггерлік желілерді қолдау, осы жоғары жылдамдықты шинамен байланыстырылған және бортында сынақ скрипттері бар бірнеше құралдар арасындағы синхронды операцияларды қосымша триггерлік қосылымдарсыз жүзеге асыруға мүмкіндік береді.

Сынау жабдығының ауысуы

Сынау жүйесінің конфигурациясына жоғары жылдамдықты коммутациялық жүйені қосу, бірнеше құрылғыны жылдамырақ, экономикалық тиімдірек сынауға мүмкіндік береді және сынақ қателіктерін және шығындарды азайтуға бағытталған. Сынау жүйесінің коммутациялық конфигурациясын жобалау үшін коммутацияланатын сигналдар мен жүргізілетін сынақтарды, сондай-ақ қолжетімді коммутациялық аппараттық құрылым түрлерін түсіну қажет.