PCB Testing based on ILS Technology
Abstract: With the rapid development of electronic equipment technology, ILS(Integrated Logistics Support) plays a more and more important role in testing. Testing system face the challenge of  balancing technology ,period and budget. There are rich PCB testing cases based on ATS-2000. The key feature is Simulation and testing in one system, parallel test, flexible test resources routing, test fixture interchangeable ,etc.

引言

隨著電子裝備技術復雜程度的日益提高，裝備的保障問題已經(jīng)成為制約戰(zhàn)斗力形成的重要因素，迫切需要一套綜合性的電子裝備保障平臺。其中，電路板測試是最為典型的的小批量，多型號共平臺測試的應用，ATS-2000電子裝備綜合保障平臺基于開放COTS的硬件架構與資源管理軟件后臺引擎，使得測試序列集（TPS）的編輯開發(fā)與并行執(zhí)行具有良好的適應性與擴展性，提高了電路板診斷測試的智能化與通用化水平。

平臺化測試技術滿足多種電路板測試需求

在“十二五”規(guī)劃中指出：我國高端裝備要沖擊6萬億，這里的高端裝備，并不單純地意味著指標的領先，而更加注重的是一系列高性能設備組合在一起形成一套完整的裝備，裝備能夠即刻完成任務，解決問題的能力與效率。具體就測試而言，綜合運用各種技術完成實際測試任務的能力在今后會變得愈發(fā)重要。如何能夠快速搭建測試系統(tǒng)的同時又能夠保證系統(tǒng)的即刻可用性？針對測試測量中被測對象復雜多變這一特點，幾乎每套測試系統(tǒng)都是根據(jù)被測對象和測試需求而量身定制的，既然是定制的系統(tǒng)，系統(tǒng)的成熟性和穩(wěn)定性勢必是薄弱環(huán)節(jié)。于是，平臺化技術成為了一種趨勢，本文介紹的電子裝備綜合保障平臺基于三層產(chǎn)品架構而專為電子裝備測試和診斷而優(yōu)化的,尤其適用于軍工領域內(nèi)的系統(tǒng)需求,可用于提高軍工產(chǎn)品研制、生產(chǎn)、使用維修過程中測試診斷整體的質量與速度，適應現(xiàn)代戰(zhàn)爭多軍種協(xié)同作戰(zhàn)環(huán)境的武器系統(tǒng)戰(zhàn)場維護的需要。三層產(chǎn)品貨架（如圖1所示）包括：系統(tǒng)平臺、大量可選商用貨架產(chǎn)品和軟件管理測試資源三個層次。

1 系統(tǒng)平臺：

用標準化可拆解機柜結構，可劃分為電源分配、激勵與負載、數(shù)據(jù)采集、總線通訊、矩陣路由、海量互聯(lián)和應用軟件等幾大功能模塊。根據(jù)測試任務的復雜程度靈活選擇所需的功能模塊進行組合，具有良好擴展性，實現(xiàn)多工位并行測試，甚至能夠對多類產(chǎn)品的并行測試。滿足民用、軍用等不同領域的需求，如圖，是三個機柜的結構，平臺最高可以支持8個子機柜系統(tǒng)的擴展能力。整個測試系統(tǒng)基于PXIe總線實現(xiàn)，每個槽位可擴展到2GB/s的帶寬能夠滿足射頻、雷達等電路板的實時測試需求。

2 大量可選商用貨架產(chǎn)品：

由于采用了模塊化的設計理念，使得平臺所用到的儀器能夠更為方便地利用標準的商用或軍用產(chǎn)品，以保證較高的可靠性和兼容性，只需要通過不同功能的選型配搭就能夠實現(xiàn)不同的測試需求，從信號源，通信設備、電源與負載、信號測量等等，通過選型更快地搭建系統(tǒng)。并且，同類型硬件是可更換以實現(xiàn)不同級別的測量功能，例如，安捷倫34401A為6位半萬用表可無縫更換為3458A  8位半萬用表，以實現(xiàn)檢測測量向計量級的擴展。
由于大量地采用COTS技術，勢必要有混合總線設備實現(xiàn)儀器設備之間的通信與互聯(lián)，混合總線即兼容PXI、VXI、PCI、GPIB、LXI、RS232/RS485等通信形式，可進行各類儀器的資源擴展，其中通信和控制（資源調度和分配在無特殊需要的情況下全部采用LAN總線）即基于TCP/IP，具備總線和觸發(fā)擴展能力。

  對于測試儀器和被測對象的快速更換，可配置的海量互聯(lián)技術能夠輕易實現(xiàn)大規(guī)模信號的快接插，支持提供廣泛的連接類型，比如，功率信號、同軸信號、氣動信號等，電流最大高達50A，頻率高達40G。PXI板卡和海量互聯(lián)模塊間采用DAK（Direct Access kit）直連，如圖所示，保證更好的屏蔽，隔離的電氣特性，中間采用PCB板可以快速自定義調理電路，同時插拔次數(shù)高達200000次。

3 軟件管理測試資源

在綜合裝備保障裝備平臺中，尤其是對電路板進行測試診斷的時候，往往面臨“以一當十”的現(xiàn)實需求，很多時候，我們無法預先確定測試步驟，測試序列，方法，甚至是被測對象，于是，在綜合裝備保障平臺中，除了分門別類的各種儀器與設備一應俱全，更重要的是如何通過軟件把硬件靈活調動起來，如何能夠友好便捷地讓使用者自由配置測試序列，如何高效解析并執(zhí)行這些序列，如何很好的處理測試序列執(zhí)行與所需硬件資源之間的聯(lián)系，以最終實現(xiàn)真正意義上的并行測試，最大限度利用資源，提高測試效率等等，變成了主要挑戰(zhàn)，基于Test On Demand測試序列管理軟件平臺開發(fā)的電路板診斷測試軟件具有如下特點：

• 遵循ATML標準的測試程序集（TPS）
• 測試流程的編輯及執(zhí)行
• 廣泛的驅動支持與API
• 多線程并行測試
• 二次開發(fā)功能

4 系統(tǒng)軟件

1） 基于成熟開放的Test On Demand測試流程控制管理平臺，采用專業(yè)的電路板測試工具包，可滿足用戶靈活性和擴展性的需求；

2） 提供自由靈活的測試流程編輯方式，如拖拽、點擊、復制、粘貼、剪切等便捷操作方式，符合常規(guī)編輯習慣；

3） 提供諸如設備軟面板等調試工具，可以在軟面板上實現(xiàn)設備的調試、配置和操作，真正實現(xiàn)一站式測試，簡化操作員測試過程，如圖所示；

4） 提供多種全自動、半自動和手動測試方式，滿足電路板測試過程中某些需要人工干預的測試過程的需要，如圖所示；

5） 基于網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一管理各產(chǎn)線的測試結果，提供橫向和縱向的統(tǒng)計功能，直觀顯示CPK、GRR等統(tǒng)計指標，實現(xiàn)全產(chǎn)線的測試監(jiān)控。

5  技術指標：

應用案例：雷達電路板測試

某軍工廠商要將氣象雷達出口到國外，于是需要定制特定的測試保障裝備，因為雷達電路板種類型號繁多，需要測試系統(tǒng)結構緊湊，可靈活配置與復用，開發(fā)速度快。泛華提供的電路板功能測試系統(tǒng)通過軟件自定義功能和靈活的硬件配置使用戶可自定義測試步驟測試，適用于對電路板電壓、電流、電阻和頻率、信噪比等信號進行測量和分析，從而實現(xiàn)復雜的電路板測試流程。用于電路板組件（PCBA）的功能測試（FCT），滿足自動化大批量生產(chǎn)的要求。
    系統(tǒng)特點：

• 用戶根據(jù)自己需要定義測試步驟，靈活方便
• 適合工業(yè)自動化大批量生產(chǎn)應用
• 系統(tǒng)測試精度高，穩(wěn)定可靠

結束語

ATS 2000電子裝備綜合保障平臺經(jīng)大量實踐證明能夠適用于電路板診斷測試方面的應用，在實現(xiàn)功能，性能測試的基礎上，可擴展網(wǎng)絡診斷，故障樹定位等功能，更加符合今后電路板測試與診斷的需求。

應用案例：機載電路板測試

該系統(tǒng)能夠對機上所有電路板進行共平臺測試，待測電路板達到1000種以上，其中一半電路板處于研制期間，需要系統(tǒng)提供相應配套的測試夾具，如圖所示。由于系統(tǒng)實際工作的電磁環(huán)境惡劣，采用統(tǒng)一接口設計，測試負載電路放置于密閉空間內(nèi)等一系列措施。能夠對一系列專用電路芯片進行輸入要信號仿真和輸出信號電器參數(shù)測試，包括方波，電流信號仿真驅動，諧波，脈沖等輸出信號測量。同時融合機器視覺技術，能夠對電路板上的指示燈的狀態(tài)進行測試，包括：常亮、常滅、快閃、慢閃，視覺檢測功能增加后應能準確地判斷指示燈的狀態(tài)，指示燈如圖所示。顏色分為3種：紅黃綠燈。利用此視覺檢測還能完成電路板序列號的自動讀取、以及防插錯齒的識別。