NI：智能時代展望更智能的測試系統趨勢

引言：除了固定的測試功能，還能滿足自動化和自定義的需求，才叫智能測試系統，大廠客戶案例為證 >>>

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如今電子制造公司的一個新興趨勢是通過產品測試來實現競爭差異化。美國國家儀器公司（以下簡稱NI）的聯合創始人James Truchard博士曾說過：“我曾見證測試領導者和測試組織將他們的‘必要成本中心’轉變為戰略資產，以提高其盈利能力、加快其產品上市以及改善其產品質量?！痹谀柖山o我們帶來了快速進步的同時，測試一環在產業鏈中作用愈發重要，自動化測試趨勢已是正在進行式。

圖1：自動化測試成2017熱門話題之一

作為測試測量行業領先的方案提供商與PXI技術的締造者，NI在不久前深圳舉辦的第十四屆PXI TAC論壇上，向業界展示了PXI技術誕生20年來的蓬勃發展，以及在各種智能測試領域中的應用。期間，NI資深技術市場經理潘建安與技術市場工程師馬力斯在接受媒體采訪時，特別就自動化測試趨勢這一熱門話題，結合NI客戶案例，向業界進行了闡述和展望。

圖2：左：NI技術市場工程師馬力斯，右：NI資深技術市場經理潘建安

測試組織優化 + PXI平臺智能化，帶來測試成本“雙降”！

如前所述，測試組織正轉變為戰略資產，這是測試組織優化的表現之一。據NI研究，測試組織需要讓合適的人員來制定和維護統一的測試策略，并改進流程來簡化整個產品開發過程中的測試開發和復用；最后公司跟蹤、整合最新的技術來提高系統性能、降低成本。

例如，ADI公司跨境構建自動化測試系統時，使用了大量的NI PXI設備來降低部署成本。同時，跨境因素導致的部分非標規格配置，也通過NI STS產品得到了解決?？偨Y而言，在這一循序漸進的過程中，采用階段式的方法能夠使測試組織短期內即可獲得收益。

而從具體的角度分析，NI基于PXI技術的自動化測試系統，在應對測試項目更多、更復雜的挑戰時，智能化的工作方式成為降低測試成本的“良策”！“為什么要在測試系統上面有智能化，在于大家都想要降低測試的成本！”潘建安指出，“測試系統的智能目的與消費型電子產品的智能目的不一樣。除了硬件的成本以外，還包括客戶能否減少測試項目，同時減少測試項目必須保證產品質量與原先無異?！?/p>

在這一點上，NI的另一家客戶——Optimal+公司，在應用NI STS測試系統，加入智能化判斷后，獲得了不俗的成效。Optimal+是一家面板生廠商，他們會根據每一批面板的良率而采用不同的測試程序，比如第一批是完全測試。但Optimal+的工程師試驗了許多樣品后，逐漸發現一些規律，比如在現有產品良率情況下，某些測試項目基本都是通過，從無出錯失敗。于是他們開始轉變思路：針對比較容易失敗的測試項目，絕不遺漏地一項一項去測試；而針對大部分很容易通過的項目，選擇抽測即可。這樣既保證了產品測試的良率，也能通過智能排程測試項目，降低測試的成本。而這一切的實現，正是基于NI STS測試系統中開放的LabVIEW軟件核心，依靠FPGA靈活配置的特性，滿足客戶的定制化需求。

圖3：NI對智能測試系統的定義。

同時，在Optimal+案例中，用戶可以將每一個測試項目、測試環節、測試結果都上傳到數據庫。這個龐大的數據庫資料就具備了數據分析的基礎，測試項目無疑越來越多，但依靠人力去觀察發掘哪些項目可以抽測、哪些項目需要全測顯然不現實。數據庫的優勢與著力點恰恰在于分析與判斷！“數據可以通過掛載到NI的軟件中，幫助用戶判斷某個測試項目是否可以跳過，并且跳過的同時不影響良率?！瘪R力斯這樣補充道。這也是測試系統智能化的體現之一。

如何跨越實驗室到產線測試的鴻溝？

回顧PXI歷程，其中一個標志性事件是2012年NI推出的第一代矢量信號收發儀VST。業界普遍認為這是一款掀起了RF儀器革命的PXI模塊，創造了一類新的用戶可重新編程的軟件設計儀器?！翱芍嘏渲谩钡奶攸c對測試系統而言是創新的突破點，因為在客戶的角度，這意味著在面臨新的測試需求時，已經購買的測試儀器通過重新配置即可“煥發”新的測試能力?？芍嘏渲玫膬x器能夠充分開放給客戶進行自定義，為不斷變化的測試任務和非標準應用而準備。

例如，在如今泛半導體領域各種新興標準懸而未定、異軍突起的時期，NI PXI平臺“可重配置”的特性使得諸多測試功能集而合之，搭配TestStand自動并行的處理方式，最大化地將FPGA技術融入到測試測量中，以FPGA的高性能和高速處理的特性加快整個測試的效率，實現了廣泛的功能儀器組合，優勢尤為突出。

圖4：NI PXI平臺可實現廣泛的功能儀器組合

在半導體產業中，OSAT封測廠會選擇ATE設備來完成測試任務，這里一般存在兩種客戶形態。一種是OSAT廠商自己創建核心的自動化測試系統，他們采購了ATE廠的設備作為一個子系統來輔助使用；另一種OSAT廠商則是100%仰賴ATE廠的設備。NI在這一點上看到了突破的契機！

“有的客戶希望NI像ATE廠一樣提供完整的服務，有的客戶則需要NI STS擔任擴充件的角色、提供子系統的功能。NI PXI平臺之所以在半導體領域受到廣泛的關注，很大原因在于其開放性，既可以作為主系統，也可以擔任子系統?！迸私ò策@樣解釋道。同時NI PXI平臺的測試精確度也可比擬ATE等級，如SanDisk使用NI SMU進行SSD的可靠性測試，在設備體積更小的情況下實現了同樣高精度的測試。

換句話說，PXI模塊化的架構使其既可以是各種輔助的測試儀表，也可以是集合起來的一架測試機臺；從某種意義上說，這種做法正在將可重配置的靈活性最大程度地發揮?；诖烁拍?，映射到實驗室與產線測試中，這二者之間的鴻溝可以完成跨越！

對于同一待測品，實驗室測試要求項目齊全，而產線測試環節，工程師往往僅關注重要測試項目的通過與否，二者的測試需求并不相同。另一方面，傳統的方法中，產線工程師需要花大量時間去把ATE測出來的數據，和前期實驗室的數據做一致性比對，找尋問題。

“以往測試流程中，工程師在產品的EVT、DVT階段使用臺式儀器去進行測量，而輪到PVT量產測試的時候，他會發現因為用的儀表不一樣，所以數據上都還需要重新做一次關聯，他們可能會去做一些系數上的調整等等?！迸私ò残蜗蟮刂赋?。而在NI的測試環境下，工程師可以用實驗室同樣的PXI平臺來進行產線測試。這一過程中，測試需求雖有所改動，但實驗室的數據是可重復利用的，免去了冗長的一致性對比，直接減少了time-to-market。

圖5：NI PXI統一平臺跨越研發到量產測試的鴻溝

以軟件為中心，構建下一代自動化測試生態系統

縱觀移動設備的迭代轉型，測試測量行業呈現一個重要趨勢：即以軟件為中心的生態系統。顯而易見，NI擁有以LabVIEW為核心的生態系統，它明確定義了API和硬件規范。憑借開放和專有軟/硬架構的特點，用戶通過LabVIEW可自定義合適的測試軟件系統，這一點十分具有市場競爭力。

需要指出的是，LabVIEW工具網絡可幫助用戶交流項目范例和編譯代碼，為自動化測試中不同應用領域的用戶和供應商提供支持?！癓abVIEW整合了強大的編譯碼功能，無論C語言、Python還是Java寫的代碼，LabVIEW都可以將之整合與集成，并做自動平行排程?！迸私ò舱f道。

圖6：NI擁有以LabVIEW為核心的自動化測試生態系統。

另外，NI將FPGA加入到模塊化儀器中，與LabVIEW高度集成化，利用FPGA天然并行的特性，在測試過程中對軟硬件資源進行有效調配，極大的加速了測試所需時間。不難想象，FPGA編程僅僅是NI自動化測試生態系統的開始，與LabVIEW的結合并進，在驅動層面、甚至人機交互上，將大幅度提高測試、測量、控制系統的開發速度與生產效率。

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自1976年以來，NI （www.ni.com） 一直致力于提供各種強大的基于平臺的系統來幫助工程師和科學家提高效率和加速創新，以解決全球面臨的重大工程挑戰。 從醫療、汽車、消費電子產品到粒子物理等各行各業的客戶正在使用NI的集成軟硬件平臺來改善我們生活的環境。