Optymalizacja istniejącego systemu testowego poprzez wykorzystanie architektury hybrydowej

Dla autonomicznych urządzeń pomiarowych dostępnych jest szereg typów magistral, między innymi GPIB, USB i LAN z LXI, lepiej lub gorzej przystosowanych do konkretnych zastosowań. Przykładowo, magistrala oparta na sieci LAN lepiej nadaje się do budowy architektury systemowej rozproszonej w sieci rozległej niż magistrala PCI.

Kiedy jednak wymagana jest duża szerokość pasma i małe opóźnienia, częściej stosuje się system wykorzystujący magistralę PCI. Systemy hybrydowe, wykorzystując wiele rodzajów magistral, zapewniają szersze możliwości niż jakikolwiek układ oparty na pojedynczej magistrali.

Większe możliwości wyboru przyrządów pomiarowych Nie wszystkie przyrządy pomiarowe nadają się do wszystkich typów magistral. Wybór tylko jednej magistrali lub platformy systemowej ogranicza możliwości wyboru przyrządów pomiarowych jedynie do tych, które są z nią kompatybilne. Może to uniemożliwić użycie innego urządzenia, lepiej dopasowanego do potrzeb systemu.

Budowa systemu hybrydowego, obejmującego przyrządy oparte na różnych magistralach, przyczyni się do zwiększenia możliwości wyboru przyrządów pomiarowych dla konkretnego zastosowania.

Rys. 1. Każda magistrala ma swoje słabe i mocne strony. Systemy hybrydowe dają możliwość połączenia ich najlepszych cech

Redukcja kosztów dzięki większej trwałości systemu

Powszechnym wyzwaniem związanym z zarządzaniem systemami testowymi jest osiągnięcie równowagi pomiędzy wydajnością, skalowalnością, kosztami i trwałością systemu. W niektórych przypadkach pożądana trwałość systemu testowego jest dłuższa od wytrzymałości jego poszczególnych komponentów. Aby wydłużyć czas funkcjonowania systemu, można - ponosząc duże koszty finansowe - zaopatrzyć się w zapasowe komponenty testowe, wymienić zużyte urządzenia lub też zmienić projekt całego systemu testowego, tak aby nie dopuścić do wychodzenia z użytku komponentów testowych.

Powyższe działania wpływają na wydłużenie trwałości całego systemu, jednakże są drogie i powodują pogorszenie skalowalności, elastyczności i wydajności. Korzystanie z systemu hybrydowego zmniejsza ryzyko szybkiego zużycia poszczególnych przyrządów pomiarowych. Dzięki temu nie stanowi już problemu fakt, że np. przyrząd GPIB przestaje być dostępny na rynku, gdyż podobny produkt może być teraz osiągalny w technologii PXI.

Podsumowując, główną zaletą systemów hybrydowych jest ich pozytywny wpływ na redukcję kosztów oraz zwiększanie trwałości i wydajności systemu. Systemy hybrydowe mogą korzystać z architektury systemowej, która automatycznie dostosowuje technologie wielu typów magistrali i korzysta z otwartej platformy sprzętowej, aby uzyskać możliwość podłączenia wejść/wyjść.

Jedną z metod budowy systemu hybrydowego jest oparcie jego konstrukcji na platformie PXI i oprogramowaniu NI TestStand. Dzięki temu, że PXI to w pełni funkcjonalny komputer wyposażony w system operacyjny i porty GPIB/USB/ LAN, świetnie nadaje się do zastosowania w charakterze rdzenia systemu hybrydowego. Dodatkowym atutem platformy PXI są zintegrowane układy czasowe i wyzwalania.

Rys. 2. PXI doskonale nadaje się do roli rdzenia systemu hybrydowego

Chcąc zaprogramować sprzęt tak, by wykonywał funkcje pomiaru napięcia stałego czy widma mocy, oprócz platformy komunikującej się z wieloma magistralami i zapewniającej ścisłą synchronizację pomiędzy różnymi przyrządami pomiarowymi, niezbędne jest odpowiednio wydajne narzędzie programowe. Choć aplikacje tego typu mogą być tworzone w dowolnym języku programowania, istnieją środowiska wyposażone w specjalne narzędzia służące do sprzęgania ze sprzętem testowym i pomiarowym.

Przykładem może tu być LabVIEW firmy National Instruments czy LabWindows/ CVI (środowisko ANSI C). Aplikacje te, dzięki wbudowanym funkcjom komunikacji wykorzystującym standardy VISA, IVI, Ethernet/LAN/LXI i USB, nadają się doskonale do pracy z przyrządami opartymi na różnych technologiach. Oprócz tego udostępniają szereg narzędzi do analizy i wizualizacji danych.

Kiedy indywidualne moduły testowe zostaną już utworzone w środowisku rozwoju aplikacji, takim jak np. LabVIEW, należy je zintegrować z architekturą, która jest w stanie ustalić kolejność przeprowadzania standardowych testów, rejestrować dane, generować raporty czy zarządzać przywilejami użytkownika.

Środowisko NI TestStand jest standardem w dziedzinie oprogramowania przeznaczonego do zarządzania systemem. Umożliwia integrowanie modułów testowych utworzonych w językach programowania LabVIEW, LabWindows/CVI, Visual Basic, C, C++ czy .NET, ułatwiając tym samym ochronę funduszy zainwestowanych w rozwój oprogramowania.

Dodatkowo NI TestStand może zarządzać procesem przeprowadzania testów. Wiele firm korzystało już z modułowej i skalowalnej architektury systemowej opartej na technologii PXI oraz środowiskach NI TestStand i NI LabVIEW, aby w ten sposób czerpać korzyści z systemów hybrydowych. Więcej informacji o rozwiązaniach klientów można znaleźć na stronie internetowej www.ni.com/solutions.

Jaideep Jhangiani