基于C SHARP的某型機架自動化測試系統設計實現

白雪妨 劉衡

摘? 要：針對某課題綜合射頻分配測試項目的傳統測試方法效率低等問題，文章提出了建設一種基于C SHARP的自動化測試系統。自動化測試系統通過開關矩陣通道切換代替手動換線，通過自動化測試程序控制通道選擇、增益控制和工作模式，自動生成測試結果和報告記錄。不僅可以極大提高生產效率，也能夠在長時間的、消除人為誤差的條件下開展測試，可以更大程度保證產品質量的一致性。同時，可在同類型機架中進行移植和拓展。

關鍵詞：綜合射頻分配測試；自動化測試系統；測試效率；質量一致性

中圖分類號：TP311.5? 文獻標識碼：A? 文章編號：2096-4706（2023）10-0106-04

Abstract： Aiming at the inefficient problems of the traditional test method for the integrated RF allocation test project of a subject， this paper proposes to constructs an automatic testing system based on C SHARP. The automatic testing system replaces the manual operation by switching matrixes channel switching， controls channel selection， gain control and work pattern through the automatic testing program， and generates automatically test results and reporting records. It not only greatly improves the production efficiency， but also carries out testing under the condition of eliminating human error for a long time. It can greatly assure the consistence of the product quality. At the same time， it can be transplanted and expanded in the same type of rack

Keywords： integrated RF allocation test; automatic testing system; test efficiency; quality consistency

0? 引? 言

某課題A、課題B和課題C的三型綜合機架A結構功能類似，接口基本相同。三型綜合機架A的綜合射頻分配測試項目除個別測試點不同外，其他測試項目完全一致。

綜合射頻分配測試項目目前采取傳統的調試測試方法，通過手動改變線纜連接來切換射頻通道，手動操作儀器設備和下發控制命令，通過目測矢量網絡分析儀測試曲線的變化并手動記錄測試結果數據。傳統的調試測試方法煩瑣費時，并且僅憑目測測試儀器曲線的變化來分析測試結果。測試方法過于落后，而且不便于對測試過程數據進行追溯和過程管理。

在調試、測試、試驗、檢驗多個環節的多次測試需求情況下，綜合射頻分配多通道測試工作量大，且測試效率低，嚴重影響了生產效率。

通過開關矩陣通道切換代替手動換線過程的測試方法目前已經在其他課題已經得以實現，而且極大地提高了生產效率。綜合考慮產能的需求，在三型綜合機架A中開發基于綜合射頻分配測試的自動化測試系統[1]。不僅可以極大地提高生產效率，也能夠在長時間的、消除人為誤差的條件下開展測試，可以更大程度保證產品質量的一致性。

本文提出了建設一種基于C SHARP的某型機架的自動化測試系統，并從其產生背景、測試對象和方案分析、方案設計和實現過程等方面給出了詳細的說明。此自動化測試系統具有以下功能：

1）可完成多通道綜合射頻分配功能測試；

2）測試平臺具有調測、自動測試兩種模式。自動測試模式時，軟件運行過程中的初始化、功能配置實現自動化，減少人工配置時間；當處于調試模式時，放開相應的測試資源，滿足調試需求，便于進行故障排查和定位；

3）通過軟件配置完成三型項目某課題A、課題B和課題C的不同測試需求，也即自動化測試系統可以兼容三型綜合機架的不同測試需求；

4）根據測試需求，完成功能測試和性能測試。通過自動化測試軟件控制測試設備產生測試信號。經過對測試數據的處理、分析，根據相應的合格判據進行判斷，得出被測試對象的功能、性能的測試結果，生成測試結果報告和記錄。

經過實踐證明，本自動化測試系統不僅可以極大地提高生產效率，縮短機架的生產周期，而且可以有效的降低對測試人員的技能要求，更大程度的保證產品質量的一致性。

1? 測試對象和方案分析

1.1? 傳統測試方案

按照傳統的調試測試方法，綜合射頻分配測試框圖如圖1所示。

在機架A正常工作時，將21路射頻輸入中的某一路（輸入端口接矢量網絡分析儀輸入端）和29路射頻輸出（輸出端口接矢量網絡分析儀輸出端）按照接線順序（共64次）與矢量網絡分析儀進行連接，調試計算機通過串口下發通道選擇和增益控制的命令，通過矢量網絡分析儀上波形判斷開關功能是否正常。

單次測試需要64次手動改變線纜連接切換通道，手動操作儀器設備和下發控制命令，通過目測矢量網絡分析儀測試曲線的變化并手動記錄測試結果數據。

根據基于PBOM V3.0的生產工藝流程，單套A架至少需要測試7次綜合射頻分配功能（不考慮批抽試驗），也即單套機架A需要448次手動改變線纜連接切換通道，比較煩瑣耗時且很容易出錯。而且在篩選實驗過程中，由于試驗環境振動臺和溫箱空間限制等因素，手動換線和操作儀器設備、下發控制命令等執行起來更不方便。

為了有效地解決這個問題，引入基于C SHARP的某型機架的自動化測試系統，通過開關矩陣通道切換代替手動換線。具體內容如下文所述。

1.2? 自動化測試方案

結合目前現有的條件，某課題使用的單刀33擲（即33選1開關矩陣）與本次建設的自動化測試系統所需的開關矩陣功能匹配。可以在任務不沖突的前提下，統籌開發自動測試能力，后續通過計劃人員動態調配。

采用現有的開關矩陣，綜合射頻分配自動化測試框圖如圖2所示。

在機架正常工作時，將21路射頻輸入全部與第一個33選1開關矩陣輸入端連接，33選1開關矩陣輸出端與矢量網絡分析儀輸入端連接；將29路射頻輸出全部與第二個33選1開關矩陣輸入端連接，33選1開關矩陣輸出端與矢量網絡分析儀輸出端連接。通過自動化測試系統控制通道選擇和增益控制，同時生成測試結果和報告記錄。

利用自動化測試系統，僅需要完成一次接線即可，同時通過自動化測試程序控制通道選擇和增益控制，自動生成測試結果和報告記錄。不僅可以極大的提高生產效率，也能夠在長時間的、消除人為誤差的條件下開展測試，可以更大程度保證產品質量的一致性。

2? 方案設計與實現過程

測試平臺分為硬件平臺、軟件平臺和測試程序集三部分，具體內容如下。

2.1? 硬件平臺方案

硬件平臺是系統的硬件主體，包括所有的測試儀器資源等，主要由測試機柜（包含測控計算機、電源、單刀33擲開關）、測試儀器（矢量網絡分析儀）、環控設備、調試電纜以及網絡交換機等測試附件組成。

硬件平臺的主體是測試方法確定的測試資源，結合技術方案選擇考慮，確定硬件平臺組成方案如表1所示。

機架正常工作時需要由28 V電源和270 V電源供電，測控計算機通過網口和GPIB[2]對開關矩陣、矢量網絡分析儀進行控制，主控計算機模塊在軟件的控制下向機架發送MLVDS控制命令實現對工作模式、工作通道以及衰減增益的控制；開關矩陣接收程控指令將指定測試通道的射頻信號灌入矢量網絡分析儀；矢量網絡分析儀在軟件的程控下進行測試參數（CenterFrequency＼Span等）設置和頻譜分析（QueryPowerLevel＼TryQueryValue等）。

2.2? 軟件平臺方案

軟件平臺是自動化測試系統的基礎，主要作用是為測試程序集提供運行環境，并管理整個系統。

軟件平臺主要組成部分包括：操作系統、測試程序運行平臺、硬件驅動庫、測試系統軟件四大部分。其中，操作系統可采用Microsoft公司的Microsoft Windows XP Professional或者Window 7（32位/64位）系統；軟件運行環境為VS2013，開發語言為C SHARP[3-5]，軟件運行需要安裝的軟件為VS2013、VS2013sp1、NI-VISA、MKFramework、iOpenWorksSDK、自動測試軟件等；硬件驅動庫包括所有測試資源的驅動程序，本自動化測試系統的硬件驅動庫主要包括單刀33擲（即33選1開關矩陣）的驅動、矢量網絡分析儀的驅動、GPIB驅動等；測試系統軟件是軟件平臺的重要組成部分，為操作員提供人機界面（如圖3所示），對整個測試設備進行管理控制以及輸出用戶需求的測試報表。

2.3? 測試程序集

測試程序集是測試程序、可互換測試適配器、測試電纜、測試附件的集合，如圖4所示。

測試程序集的主要功能是完成被測對象的測試，自動測試系統的測試程序集共有三個，分別對應于三種測試模式，如表2所示。

2.4? 測試驗證

在開發的基于C SHARP的某型機架的自動化測試系統上，利用硬件平臺和軟件平臺，將測試機柜（包含電源、單刀33擲開關）、測試儀器（矢量網絡分析儀）、環控設備、調試電纜以及網絡交換機等設備進行連接，在測控計算機通過自動化測試系統控制工作模式、通道選擇、增益控制以及矢量網絡分析儀，同時生成測試結果和報告記錄。此方案僅需完成一次接線，在自動化測試軟件上可通過需求選擇一鍵測試（如需單獨測試某個通道可僅選擇一個測試項目）。

如圖5所示，隨機抽取某課題A、課題B和課題C的三型綜合機架A中的5套機架，通過自動測試[6]與手動測試的全覆蓋測試對比驗證可表明，本測試平臺的測試誤差為0.02 dB，能夠滿足機架測試生產的需要。

本平臺各可提高測試效率8倍以上，可根據需求實現一鍵測試，能有效縮短機架的生產周期。同時能自動生成測試報告，便于對生產過程進行跟蹤記錄。

3? 結? 論

本文提出了建設一種基于C SHARP的某型機架的自動化測試系統，依托矢量網絡分析儀、程控開關矩陣（單刀32擲）等程控設備搭建硬件測試平臺，在VS2013（Microsoft Visual Studio 2013）開發環境內基于C SHARP語言開發了全自動的測試軟件，可在保證測試準確性的同時提高測試效率8倍以上。

同時，針對課題1、課題2和課題3三型綜合機架A綜合射頻測試個別測試點不同的問題，通過修改配置文件的方式選擇對應的機架類型，自動化測試系統可以兼容三型綜合機架的不同測試需求。而且利用自動化測試系統，僅需完成一次接線，可實現一鍵測試，并能自動生成測試結果和報告記錄。

本測試平臺采用通用的模塊化和標準化設計，同時選用的開關矩陣由于通道較多，可兼容性較強，可在同類型的機架V1.0、V2.0、V3.0平臺進行移植和拓展。

參考文獻：

[1] 肖本龍，傅亦源，楊黎都，等.基于VC++環境下射頻通道自動測試系統的實現 [J].計算機與數字工程，2013，41（3）：496-498.

[2] 王秀霞，陳吉靈.基于GPIB總線的接收機自動測試系統設計 [C]//全國第五屆信號和智能信息處理與應用學術會議專刊（第一冊）.銀川：《計算機工程與應用》雜志社，2011：183-185.

[3] 李言，李偉明.C#項目開發全程實錄 [M].北京：清華大學出版社，2012.

[4] 崔群法.Visual C# 2008從入門到精通 [M].北京：電子工業出版社，2009.

[5] 王華杰，李律松，孫一波，等.C#數據庫開發技術 [M].北京：清華大學出版社，2004.

[6] 薛霞，路輝，秦紅磊.衛星導航接收機自動測試系統 [J].計算機測量與控制，2015，23（12）：3917-3920.

作者簡介：白雪妨（1987—），女，漢族，河南人，工程師，碩士研究生，研究方向：電子信息對抗及自動化測試；劉衡（1982—），男，漢族，四川人，工程師，本科，研究方向：電子信息對抗及自動化測試。