双十科技关于自动化测试系统
    自动化测试由‘'Automated Test System"(自动化测试系统)来实施。自动化
测试系统是这样一个实体，它负责执行一部分或全部的与测试相关的任务，而这
些任务的执行过程中很少或几乎没有人工干预。通过减少人工干预，自动化测试
系统显著提升了测试速度，并且测试结果的一致性得到了很大的改善，这在产线
大批量生产测试中尤为明显。现代工业的快速发展，促进了工业和制造业往高度
自动化方向迈进。在许多先进企业的工厂，机械手逐步取代了人工操作，机器视
觉和运动控制广泛用于自动化产线中。这些企业在进一步降低成本的同时，大大
提高了产能，产品一致性也得到很好的控制，这已经成为一种不可逆转的趋势。
而作为新产品开发过程中极其重要的一个环节—测试，自然转向自动化测试的
方向。
一件事物如果你不能测试它，就无法改进它。
—开尔文《论测试的重要性》
一个完整的自动化测试系统由测试站、仪器设备、测试软件三个部分组成。
    测试站用于运行测试软件，连接仪器设备，并提供人机交互界面。它通常是
一台PC、工控机或基于标准总线的硬件平台，如PXI, VXI。测试站通过不同的接
口和仪器设备相连接，如GPIB、以太网、USB、串口、PXI, VXI。测试站可以独
立运行，但通常情况下会把它接入局域网，这样可以和局域网内的其他测试站进
行通信，而如果企业有内部数据库，测试站可以将测试结果实时记录到数据库
中。借助于网络，测试软件的更新和部署也变得更简单。
    仪器设备种类繁多，系统中使用什么设备，取决于实际项目。通常将仪器设
备和待测件(Unit Under Test，UU丁)进行连接，测量UU丁的输出。有些系统还
会利用仪器给UU丁提供激励信号，如使用信号发生器输出正弦激励信号、使用数
字输出设备驱动继电器开关等。
    测试软件是自动化测试系统中最灵活、最核心的部分。在着手搭建自动化测
试系统的过程中，需要确定测试站的配置、仪器设备的选型，而这个过程其实相
对而言并不复杂。根据自动化测试系统的复杂程度，研发团队可以决定采用多高
配置的测试站;而UU丁的测试规格书和需求文档则基本上定义了对仪器设备的性
能要求。接下来重点要考虑的问题是如何设计测试软件—采用什么平台做开
发，如何定义它的功能、如何设计它的用户界面，如何保证后期的扩展升级。对
于自动化测试系统而言，很多时候会有多个测试站，它们都在测试同一类产品，
测试软件需要考虑批量部署的问题;有些时候同一个测试站会用于测试不同的产
品，这要求测试软件针对不同的产品提供不同的测试程序。这里有必要把测试软
件进一步细分为如下五个组成部分(如图1-2所示)。
图1-2测试软件组成
    用户界面:测试软件要给操作人员提供一个可视化的用户界面，它提示操作
人员通过鼠标点击或键盘输入启动测试、追踪测试进度、测试完成时显示结果，
操作人员可根据结果判断良品与次品。通常，用户界面会设计得比较通用，使它
可以用于不同类型的产品。
    测试程序:针对某种特定类型UU下的测试序列，它包含一系列的测试步骤。
不同类型UU丁的测试程序是不同的，开发人员可以使用不同的语言编写测试程
序。
    自动化测试框架:与测试程序相反，自动化测试框架则包含通用的代码，实
现通用的功能，它适用于不同类型的uu丁。自动化测试框架负责测试程序加载、
用户界面更新、产品序列号追踪，甚至还接管一些和测试相关的任务，如生成报
表、记录数据库、维护测试系统配置信息。在自动化测试框架内，通过编写不同
的测试程序，可实现不同产品的测试。因此，对于不同产品之间自动化测试系统
的开发，更多的时间将花费在测试程序上面，自动化测试框架可以最大程度地复
用，缩短系统开发时间。
    数据管理系统:数据管理系统用于实现数据的管理，其核心是存储数据的容
器，并提供更新容器的方法，如添加数据、删除数据、查询数据。在自动化测试
系统中，数据管理系统必不可少，所有的数据都需要汇总到数据管理系统。
    数据分析系统:数据分析系统从数据管理系统中提取数据，然后对结果进行
分析，产品的不良率高、一致性差都可以借助于数据分析系统查找原因.
    测试软件由多个子系统构成，分别在自动化测试中定义了四种不同的角色，
即操作员、技术员、程序开发者、架构师，每种角色分别负责不同的子系统，如
图1-3所示。
图1-3自动化测试系统中的不同角色
    操作员负责产品测试。在用户界面中，操作员单击“开始”按钮启动测试，根据
测试结果对UU丁分类，按照用户界面提示放置UUT于测试夹具中，测试完成时取
出uu丁。操作员不需要对测试项和技术问题有任何了解，只负责执行测试。
    如果uu丁测试过程中出现问题，技术员应能够进行初步诊断。例如，uu丁输
出信号异常时尝试用手动工具进行诊断，仪器通信失败时尝试检查仪器端口是否
正常，大批量产品不良时尝试检查测试夹具和产品是否接触良好，系统初始化失
败时尝试检查系统配置参数是否正确。如果问题不能解决，技术员将诊断的结果
反馈给程序开发者。技术员需要对UU丁的测试项有一定的了解，但对于测试项的
原理和更多的技术细节并不清楚。
    程序开发者负责开发测试程序，并根据技术员反馈的信息，调试并修改测试
程序。程序开发者需要完成整个测试程序的开发，包括每个具体测试项的代码编
写工作，并依据产品规格设置测试项的上下限。程序开发者需要了解产品的每个
技术细节。测试程序的开发会在某个自动化测试框架内进行，而这个框架由架构
师负责设计。
    架构师负责自动化测试框架设计。自动化测试框架应该非常通用，这样才可
以提供给不同的程序开发者使用。程序开发者不再需要考虑如何设计用户界面更
新、产品序列号追踪、报表生成、数据库记录这些由框架所定义的通用功能，而
只需要专注于测试程序的开发。架构师必须对自动化测试本身有非常深的理解和
技术积累，并熟练使用一种或多种语言来编写用户界面和开发测试工具，需要充
分考虑框架的扩展、升级和性能优化。架构师不要求对特定产品非常熟悉，但要
对产品所在行业有很好的整体了解和把握，同时需要考虑数据管理系统和数据分
析系统的设计。