方 鵬 劉 毅 邱田華

（中國電子科技集團(tuán)公司 第四十一研究所，山東 青島266555）

0 引言

筆者在參與一些自動測試系統(tǒng)軟件開發(fā)工程中，發(fā)現(xiàn)很多儀器設(shè)備，有現(xiàn)成的驅(qū)動程序，比如供應(yīng)商提供的，或者用戶自己開發(fā)的；有些儀器設(shè)備直接就沒有驅(qū)動程序，但支持遠(yuǎn)程控制；又或者，儀器設(shè)備的驅(qū)動程序提供的功能沒有完全覆蓋儀器設(shè)備的功能，而實(shí)際測試中又需要這些驅(qū)動之外的功能等。 對于以上幾種情形，本文提出了一種綜合性的儀器控制設(shè)計(jì)方法， 該設(shè)計(jì)方法在自動測試系統(tǒng)軟件平臺TestCenter 中已得到實(shí)際應(yīng)用。TestCenter 是中國電子科技集團(tuán)公司第四十一研究所研發(fā)的自動測試系統(tǒng)軟件平臺，集測試程序開發(fā)、調(diào)試、運(yùn)行和管理于一體，主要應(yīng)用于消費(fèi)類電子產(chǎn)品、武器裝備功能測試與故障診斷等測試領(lǐng)域的整機(jī)、模塊、電路板等多級別的測試。本文將詳細(xì)TestCenter 軟件平臺中儀器控制技術(shù)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。

1 設(shè)計(jì)思想

圖1 軟件架構(gòu)

考慮到儀器功能和現(xiàn)有程控資源的差異性，TestCenter 軟件平臺采用如下圖所示的軟件結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對儀器設(shè)備的控制的，該軟件結(jié)構(gòu)包括應(yīng)用層、中間層（或插件層）、驅(qū)動層和硬件層等四個部分。頂層是應(yīng)用層，即TestCenter 軟件平臺。 中間層是數(shù)據(jù)交互層，包括SCPI 插件、儀器插件等數(shù)據(jù)交互組件，負(fù)責(zé)應(yīng)用層與驅(qū)動層之間的數(shù)據(jù)交互。 由于硬件層的不確定性，儀器設(shè)備的控制方式的不同，對前端產(chǎn)品的使用帶來挑戰(zhàn)。 中間層通過TestCenter 的規(guī)范接口與前端應(yīng)用層進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，并通過驅(qū)動層對硬件層的物理設(shè)備進(jìn)行控制，從而屏蔽這個影響。驅(qū)動層負(fù)責(zé)對硬件設(shè)備的控制，它包括SCPI 指令集、IVI 標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動程序、非IVI 標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動程序和VISA 庫等。而硬件層主要包括各種不同總線類型的硬件設(shè)備。由下圖可知，TestCenter 軟件平臺采用兩種方式控制硬件設(shè)備。 這兩種控制方式可以獨(dú)立使用，也可以相互結(jié)合使用。 在實(shí)現(xiàn)部分將主要對中間層的兩個關(guān)鍵組件進(jìn)行詳細(xì)的介紹。

2 實(shí)現(xiàn)方法

自動測試系統(tǒng)軟件平臺TestCenter 的設(shè)計(jì)借鑒了模塊化儀器的硬件思想，采用了基于插件和軟件背板的體系架構(gòu)。插件是TestCenter可識別的動態(tài)可插拔軟件模塊，是具有特定功能的軟件模塊，類似于軟件意義上的VXI 模塊。 TestCenter 提供了一個類似VXI 機(jī)箱的軟件背板，為插件的可插拔、插件的運(yùn)行和插件間的數(shù)據(jù)共享提供支持。當(dāng)然，插件與“背板”之間有規(guī)范的接口“插槽”，就如同VXI 或PXI 機(jī)箱與儀器模塊的接口關(guān)系。

TestCenter 插件是實(shí)現(xiàn)了一定功能的軟件模塊，它符合TestCenter插件的接口規(guī)范， 可被TestCenter 識別和運(yùn)行， 通過插件接口與TestCenter 軟件平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。 插件由一個執(zhí)行程序文件和兩個網(wǎng)頁文件組成。 插件通過網(wǎng)頁的方式提供與用戶的交互界面，它包括兩個網(wǎng)頁，一個是設(shè)置頁面，用于讓用戶設(shè)置插件運(yùn)行參數(shù)，另一個是狀態(tài)頁面，用于向用戶顯示插件運(yùn)行結(jié)果。 插件執(zhí)行程序用于提供設(shè)置頁面和狀態(tài)頁面中使用的ActiveX 控件以及實(shí)現(xiàn)TestCenter 插件接口的插件模塊。 TestCenter 通過調(diào)用插件接口方法， 從而完成插件功能。 儀器插件和SCPI 插件作為TestCenter 儀器控制插件，在其執(zhí)行程序中實(shí)現(xiàn)了TestCenter 插件接口函數(shù)，其主要接口函數(shù)如圖2 所示。

圖2

主要接口函數(shù)功能描述如表1 所示。

表1

圖3 儀器控制流程示意圖

儀器插件和SCPI 插件是與TestCenter 軟件平臺中測試資源服務(wù)管理功能結(jié)合使用的。 測試資源服務(wù)管理是實(shí)現(xiàn)儀器互換的關(guān)鍵，它維護(hù)一個資源服務(wù)列表，包括對資源服務(wù)的添加、刪除、編輯等操作，并將服務(wù)列表以XML 文件進(jìn)行保存。 資源服務(wù)由硬件資源和軟件資源組成。硬件資源主要包括硬件設(shè)備的描述屬性，如程控地址、設(shè)備型號、控制方式（如是否仿真）等；軟件資源主要包括驅(qū)動類別、驅(qū)動版本、驅(qū)動前綴及驅(qū)動程序路徑等。儀器插件和SCPI 插件通過服務(wù)名稱向資源服務(wù)管理器申請服務(wù)，獲取服務(wù)的硬件或軟件資源。

儀器插件主要是針對有驅(qū)動程序的儀器設(shè)備進(jìn)行開發(fā)的?？紤]到開發(fā)周期、成本和可重用性等實(shí)效性問題，實(shí)際應(yīng)用中主要針對使用頻繁，且驅(qū)動程序有標(biāo)準(zhǔn)接口規(guī)范的儀器設(shè)備，或用戶自定義的驅(qū)動接口形式的儀器設(shè)備，如IVI 規(guī)范定義的儀器類。 當(dāng)然，對于特定的儀器設(shè)備，其功能多，操作性強(qiáng)，且應(yīng)用頻繁的，提供友好的用戶界面，能夠提高設(shè)備的易用性，對于這種情況，也適合于開發(fā)相應(yīng)的儀器插件。若驅(qū)動層和插件層的接口規(guī)范通用，則硬件設(shè)備更換的時候，只需更換統(tǒng)一接口規(guī)范的驅(qū)動程序，即能在不改變程序代碼的前提下實(shí)現(xiàn)儀器設(shè)備的互換。

而相較之于新文人粉彩人物瓷畫，現(xiàn)代民間粉彩人物瓷畫在未來一段時間里會對其在現(xiàn)代粉彩人物瓷畫的地位產(chǎn)生動搖?，F(xiàn)代民間粉彩人物瓷畫由于其更加迎合普羅大眾的審美情趣，而非那些精英審美文化特質(zhì)，而當(dāng)中嬰戲圖、仕女圖以及高士圖等題材會更貼近現(xiàn)實(shí)生活，容易被大眾所接受。其次，新文人粉彩人物瓷畫需要更高的古典文化修養(yǎng)才能創(chuàng)作出更加震撼的作品。現(xiàn)代民間粉彩人物瓷畫表現(xiàn)出來的民族性更加強(qiáng)烈更加直接，具有鮮明的文化符號，更容易被當(dāng)代陶藝界所接受。

儀器插件的設(shè)計(jì)流程如下：

·通過服務(wù)名稱查找服務(wù)對象；

·獲取服務(wù)對象的硬件資源和軟件資源；

·動態(tài)加載服務(wù)對象指定的設(shè)備驅(qū)動程序；

·調(diào)用驅(qū)動程序，控制服務(wù)對象指定的硬件設(shè)備。

SCPI 插件類似儀器插件， 區(qū)別在于儀器插件是通過調(diào)用儀器驅(qū)動程序來控制儀器設(shè)備的，而SCPI 插件不使用儀器驅(qū)動程序，而是通過直接調(diào)用VISA 庫函數(shù)發(fā)送程控指定， 從而實(shí)現(xiàn)對儀器設(shè)備的控制。 SCPI 插件維護(hù)一個SCPI 指令列表，主要包括指令添加、刪除、修改等操作， 并調(diào)用VISA 庫函數(shù)將發(fā)送指令或回讀數(shù)據(jù)。 SCPI （Standard Command for Programmable Instruments 程控儀器標(biāo)準(zhǔn)命令） 使用標(biāo)準(zhǔn)程控信息、 儀器響應(yīng)和數(shù)據(jù)格式從而實(shí)現(xiàn)兼容的編程環(huán)境，具有很好的規(guī)范性和通用性，即使用SCPI 插件開發(fā)的測試程序也具有很好的移植性。

SCPI 插件的設(shè)計(jì)流程如下：

·通過服務(wù)名稱查找服務(wù)對象；

·獲取服務(wù)對象的硬件資源；

·直接通過VISA 庫函數(shù)發(fā)送SCPI 澄空指令，控制服務(wù)對象指定的硬件設(shè)備。

SCPI 插件對儀器設(shè)備的控制分為三個步驟：

·連接儀器；

·發(fā)送指令，發(fā)送/接收；

·斷開儀器連接。

所使用的VISA 庫函數(shù)主要包括：

ViStatus _VI_FUNC viRead (ViSession vi, ViPBufbuf, ViUInt32 cnt, ViPUInt32 retCnt);

ViStatus _VI_FUNC viWrite (ViSession vi, ViBufbuf, ViUInt32 cnt,ViPUInt32 retCnt);

ViStatus _VI_FUNC viClose (ViObject vi);

儀器插件與SCPI 插件控制流程如圖3 所示。

3 總結(jié)

本文介紹了兩種基于TestCenter 軟件平臺的儀器控制方式，兩種方法各有優(yōu)勢。 儀器插件界面友好，適用于功能復(fù)雜、重用性高的，且有驅(qū)動程序有標(biāo)準(zhǔn)接口規(guī)范的儀器設(shè)備；SCPI 插件直接通過發(fā)送指令控制儀器設(shè)備，使用靈活便捷。在實(shí)際測試過程中，可以單獨(dú)使用某一種方式，也可以兩種方式結(jié)合使用，為用戶的測試序列開發(fā)提供靈活的選擇，從而更好地滿足測試需要。 使用該方法開發(fā)的測試程序具有很好的重用性和可移植性， 在實(shí)際測試中已得到較廣泛的應(yīng)用，并取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

［1］方葛豐，劉毅，等.自動測試系統(tǒng)軟件平臺技術(shù)[J].儀器儀表，2009，10.

［2］曹志偉，周曉東，等.TPS 可移植性及其評估方法研究[J].理論與方法，2007，9.