摘 要： 針對ATS工程應(yīng)用中測試任務(wù)開發(fā)難度大,、維護成本高的問題,，分析軟件測試自動化中的腳本技術(shù)，設(shè)計了一套新的腳本規(guī)范,，提出了一種面向應(yīng)用的測試任務(wù)自動生成與運行方法,。基于該方法,，構(gòu)建了ATS通用開發(fā)平臺的軟件體系結(jié)構(gòu),。分析了其中的層次結(jié)構(gòu)、模塊功能,、接口標準,，介紹了該方法的具體實現(xiàn)過程,。實際應(yīng)用表明，該方法實現(xiàn)了測試系統(tǒng)的任務(wù)重構(gòu),、系統(tǒng)擴展和測試任務(wù)生成與運行的零編程,，提高了ATS軟件的開發(fā)效率。
關(guān)鍵詞： ATS,； 測試任務(wù),； 零編程； 腳本技術(shù)

　　目前虛擬儀器ATS（自動測試系統(tǒng)）的研究是國內(nèi)外測試領(lǐng)域的研究熱點,，其研究方向主要集中在TPS[1]的可移植性,、ATE的互換性和軟件模塊的可重用性上，形成了基于儀器[1],、基于信號[2],、基于組件[1]的三類較為成熟的ATS軟件體系結(jié)構(gòu)，但同時也不難看到測試人員開發(fā)和維護測試系統(tǒng)的難度正不斷增大,，這嚴重制約著ATS的推廣應(yīng)用,。
　　傳統(tǒng)的測試任務(wù)生成方法，不僅開發(fā)難度大,、維護成本高,，而且需要測試人員既要懂得測試原理，也要有扎實的程序設(shè)計基礎(chǔ),。當(dāng)前國際通用的自動測試語言——ATLAS[3],，作為面向被測單元而與測試儀器無關(guān)的信號描述語言，實現(xiàn)了測試程序與ATE(自動測試設(shè)備)的無關(guān)性,，但基于該語言的ATS開發(fā)成本極高,，同時也需要開發(fā)人員花大量時間掌握紛繁的ATLAS語言結(jié)構(gòu)。這都與一般工程應(yīng)用實際的要求存在著較大差距,。為此通過借鑒軟件測試自動化中的腳本技術(shù)[4]，并結(jié)合虛擬儀器成熟的軟件框架結(jié)構(gòu),，提出面向應(yīng)用的測試任務(wù)自動生成與運行方法,，實現(xiàn)從傳統(tǒng)用代碼操作PXI儀器的開發(fā)方式轉(zhuǎn)換為面向應(yīng)用的開發(fā)方式，有效解決在變更測試任務(wù)需求時,，傳統(tǒng)自動化測試方法難以快速適應(yīng)的問題,。
　　該方法的核心思想是利用測試人員熟悉儀器操作，為測試人員設(shè)計一個操作和測試程序相對應(yīng)的自動生成,、運行平臺,力求實現(xiàn)測試用戶開發(fā)測試系統(tǒng)的零編程 [5],。本文將重點介紹該方法所基于的平臺軟件體系結(jié)構(gòu)以及各功能模塊的功能、組成和接口情況,。
1 通用ATS開發(fā)平臺的軟件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計
　　結(jié)合現(xiàn)有的ATS軟件體系結(jié)構(gòu),、分層思想,，設(shè)計基于該技術(shù)的通用ATS開發(fā)平臺軟件體系結(jié)構(gòu)[6]如圖1所示，其中實線箭頭表示實際存在的調(diào)用關(guān)系,，虛線表示存在的間接的調(diào)用關(guān)系,。整個故障測試系統(tǒng)分為四層，下層通過組件技術(shù)封裝成動態(tài)鏈接庫的形式供上層調(diào)用,，這樣方便系統(tǒng)的維護,，模塊化的開發(fā)也將有利于提高開發(fā)效率。各層具體功能如下： 

　　(1) 測試任務(wù)管理層
　　每一個測試項目都分為若干個測試單元,，每個測試單元由多個測試模塊組成,，一個測試模塊由多個元器件組成，對測試單元,、測試模塊,、元器件分別添加測試任務(wù)就能完成不同規(guī)模、不同層次的測試,。在管理層就是完成測試項目流程庫的構(gòu)建,，是自動測試的前提。
　　(2) 儀器管理層
　　該層作為中間層,，主要實現(xiàn)向上提供統(tǒng)一的調(diào)用接口,，對下層的儀器模塊實現(xiàn)管理。另外,，該層還完成腳本的管理,、編輯，在該層實現(xiàn)測試任務(wù)腳本的生成,。
　　(3) 儀器模塊層
　　該層由具體的儀器模塊組成,，一個儀器模塊外部由儀器軟面板構(gòu)成，內(nèi)部主要包含針對該儀器的三個功能模塊：直接運行,、腳本生成,、腳本解釋器。腳本解釋器功能模塊供腳本執(zhí)行層調(diào)用,，它是測試任務(wù)管理層實現(xiàn)自動測試的基礎(chǔ),。腳本生成功能模塊主要提供給儀器管理層完成測試任務(wù)腳本的生成。
　　(4) 腳本執(zhí)行層
　　該層作為儀器管理層的腳本管理功能的具體實現(xiàn),，供測試任務(wù)管理層在測試任務(wù)執(zhí)行時調(diào)用,，主要完成根據(jù)不同的腳本語句第一個標識符(邏輯設(shè)備名或其他腳本控制標識)，將測試任務(wù)的腳本分發(fā)給不同儀器的解釋器解釋執(zhí)行,。
　　四層功能既相互獨立,，又相互依存。面向應(yīng)用的測試任務(wù)自動生成與運行方法以整個軟件框架為依托,，是整個測試系統(tǒng)的核心思想,。
2 腳本規(guī)范設(shè)計
　　為了保證腳本的統(tǒng)一解釋運行,，使得測試運行時具有良好的交互性，通過借鑒成熟的軟件自動測試中的關(guān)鍵字驅(qū)動腳本技術(shù)[3],，并且利用IVI中通用驅(qū)動函數(shù)庫,，定義了一套腳本規(guī)范，包括儀器操作腳本集,、運行提示腳本集,、腳本注釋集、腳本延時運行集,、并行腳本,。
　　(1) 儀器操作腳本集中語句語法格式定義為：
　　DevName,OPERAT,（Para 1，...,，Para n）,（RetPara）, RetType;
　　其中：DevName為邏輯設(shè)備名,，例如，“AFA”（音頻分析儀）,，“DMM”（數(shù)字萬用表）,；OPERAT為儀器操作定義，例如,，“CONFIG”（配置）,，“OPEN”（打開），“CLOSE”（關(guān)閉）,；Para n為儀器參數(shù),，例如，輸出信號的頻率,、幅值,，輸入信號的采樣頻率、采樣點數(shù)等,，其順序關(guān)系確定后就被固定下來,；RetPara為返回參數(shù)，指定該次測試需要返回的測量值,；RetType為返回類型,，將測量值按照指定的數(shù)據(jù)格式進行轉(zhuǎn)換。
　　(2) 運行提示腳本集定義如下：
　　MSG,STRING,這是操作提示,NORET; MSG,END,NORET;
　　(3) 腳本注釋集：
　　COMMENT,這是腳本注釋;
　　(4) 腳本延時運行集：
　　DELAY,延時值（雙精度數(shù)值）;
　　(5) 并行腳本集：
　　SUBSCRIPT_BEGIN,并行腳本標識;
　　SUBSCRIPT_END,并行腳本標識;
　　SUBSCRIPT_START,并行腳本標識,。
3 儀器模塊設(shè)計
　　為了儀器管理層更好地管理、維護儀器模塊,，利用制定儀器模塊統(tǒng)一的開發(fā)方法和接口標準,，具體的開發(fā)步驟如下：
　　(1) 分析該儀器的功能、參數(shù),、驅(qū)動函數(shù)情況,，利用腳本規(guī)范制定該模塊的腳本語句,；
　　(2) 設(shè)計該儀器模塊的軟界面；
　　(3) 完成該模塊直接運行模式,、腳本生成模式和對應(yīng)解釋器功能實現(xiàn),；
　　(4) 封裝該模塊成動態(tài)鏈接庫，提供統(tǒng)一的三個接口供上層調(diào)用,，具體接口如下：
　　int DevNameInterpreter(char *lineScript, void *PTESTTABLE); //解釋器入口 
　　int LaunchDevNameDevice(void *PTESTTABLE);//儀器面板入口
　　int EnforceCloseDevNameDevice(void *PTESTTABLE);//強制關(guān)閉儀器入口
　　其中DevName指定義的邏輯設(shè)備名,，例如數(shù)字萬用表定義為DMMInterpreter，*lineScript指傳遞給該解釋器解釋執(zhí)行的腳本指針,，*PTESTTABLE指整個系統(tǒng)的配置文件指針,，從該文件讀入儀器資源符，返回值的指針等信息,。在直接運行模式下,，儀器的操作按鈕直接調(diào)用儀器驅(qū)動庫函數(shù)完成相應(yīng)功能。在腳本生成模式下,，儀器操作按鈕觸發(fā)腳本生成,，腳本生成器將儀器參數(shù)作為操作屬性按照腳本規(guī)范中的定義組成一條有效的操作腳本語句生成給用戶。儀器模塊中的解釋器將有效腳本解釋成儀器驅(qū)動函數(shù)庫中的具體函數(shù),，并調(diào)用具體函數(shù)操作,。
　　以射頻信號源為例，根據(jù)腳本規(guī)范定義其所需的初始化,、配置參數(shù),、上變頻、停止腳本語句分別如下：
　　RFSG,INIT,信號源資源名,上變頻資源名,NORET;
　　RFSG,CONFIG,調(diào)制模式,載波頻率,調(diào)制頻率,調(diào)制頻偏,NORET;
　　RFSG,UPCONVERT,載波輸出,輸出功率電平,載波帶寬,NORET;
　　RFSG,STOP,NORET;
　　射頻信號源的軟面板儀器操作與腳本之間對應(yīng)的關(guān)系如圖2所示,。

4 測試任務(wù)自動生成與運行的實現(xiàn)
　　測試任務(wù)的自動生成首先建立在被測設(shè)備的全面分析的基礎(chǔ)之上,，通過分析理清被測設(shè)備輸入和待測信號的關(guān)系，根據(jù)測試任務(wù)需求,，用戶在信號對應(yīng)的儀器模塊的軟件界面上直接操作儀器,，比如使用數(shù)字IO配置信號通道，使用射頻信號源發(fā)送射頻信號,，使用射頻分析儀進行頻譜分析,。在對應(yīng)軟面板操作結(jié)束后，其儀器模塊中的解釋器將完成對操作記錄的轉(zhuǎn)化,，生成相應(yīng)的操作腳本,。在一系列操作能滿足測試需求后，整個測試過程將被以腳本的形式記錄保存,。在需要重現(xiàn)某一測試任務(wù)的測試過程時,，儀器操作腳本可以被腳本執(zhí)行層統(tǒng)一調(diào)度后解釋執(zhí)行，通過預(yù)定義的交互接口，調(diào)用程序能方便快捷地得到測試返回結(jié)果,。圖3給出該技術(shù)的基本原理,。

　　生成的測試任務(wù)腳本利用測試任務(wù)管理層可以添加到數(shù)據(jù)庫中，通過分析被測設(shè)備的測試要求可以構(gòu)建整個測試項目的不同層次的測試任務(wù),，比如通信設(shè)備的整機測試,、板級測試、功能模塊測試,、元器件級測試,。當(dāng)執(zhí)行一個故障測試時，測試任務(wù)的自動運行由測試任務(wù)管理層提交測試腳本給腳本執(zhí)行層開始,，到腳本執(zhí)行層解釋執(zhí)行完腳本后結(jié)束,，測試項目的自動運行流程圖如圖4所示。

　　面向應(yīng)用的測試任務(wù)自動生成與運行技術(shù)實現(xiàn)了具體測試系統(tǒng)開發(fā)的零編程,，用戶在開發(fā)和維護測試系統(tǒng)時,，只需要關(guān)心被測設(shè)備的信號關(guān)系、故障診斷等專業(yè)知識,，只要會使用儀器就會開發(fā)和維護,，這將用戶從底層測試代碼開發(fā)的過程中解放出來，使得用戶可以直接關(guān)注于被測對象,，而不必花費太多精力在如何設(shè)計程序上,。由于借助于模塊化的標準開發(fā)，用戶自身可以方便地修改某個模塊或者變更某測試任務(wù)而不影響整個系統(tǒng),，大大縮短了開發(fā)和維護的難度,。
　　通過對上述通用ATS開發(fā)平臺功能的擴張，例如增加測試任務(wù)管理層中測試點的電氣特性參數(shù),、實物圖信息,，深化腳本的控制、操作等功能,，就能實現(xiàn)真正意義上的故障測試通用開發(fā)平臺,。利用該方法開發(fā)的多個通信設(shè)備電路板板級和元器件級故障測試系統(tǒng)已交付某單位正式使用，證明了整個技術(shù)的可行性,。
參考文獻
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