前言
隨著(zhù)技術(shù)的演進(jìn)及市場(chǎng)需求的改變,電子制造及測試的方式也隨之變化. 二十一世紀人們對產(chǎn)品技術(shù)的要求提升,以及產(chǎn)品生命周期的短縮和價(jià)格的壓力讓電子制造業(yè)者不得不思考是否有另一種測試平臺,可以比傳統PC, GPIB或VXI為基準的測試平臺更具競爭力。

本文將簡(jiǎn)單介紹電子制造測試平臺的需求,并從一,二個(gè)在電子制造業(yè)應用的案例來(lái)探討新的PXI平臺如何滿(mǎn)足對價(jià)格敏感又有大量生產(chǎn)需求的應用,讓讀者可以更了解PXI做為生產(chǎn)測試平臺的特性及優(yōu)點(diǎn)。

生產(chǎn)測試平臺的需求
當有需要架設新的生產(chǎn)測試平臺時(shí),應從某些特定的要素來(lái)重新思考對生產(chǎn)測試平臺的需求,這些特定的要素包含以下幾點(diǎn)。

1.系統面積
大量電子制造商或代工廠(chǎng)最常煩惱的就是如何在有限的空間內達成更高的產(chǎn)能,也就是說(shuō)同樣的一片地,如何能生產(chǎn)出更多的產(chǎn)品?當然大部份的工廠(chǎng)空間多數是被生產(chǎn)設備所占據,但不可諱言,各式各樣的測試設備也會(huì )是空間上的一大考慮因素. 通常在考慮縮小生產(chǎn)空間,尤其是測試系統面積這個(gè)因素時(shí),測試工程師多會(huì )采取模塊式或基于插卡的系統,例如PC, VXI 或PXI平臺. 下表提供讀者一個(gè)VXI與PXI平臺功能密度的比較。

PXI系統組態(tài)提供較高功能密度比,因此可以提供較密實(shí)的測試系統.但若使用者的系統需要許多外加的GPIB儀器設備,那PXI在空間與價(jià)格的優(yōu)勢則不易表現出來(lái).但與傳統的PC/PCI-based的系統或VXI系統來(lái)比較,PXI平臺仍然提供測試工程師更有靈活性的選擇。

2.測試模塊
對于模塊類(lèi)產(chǎn)品的生產(chǎn)測試,測試模塊會(huì )是另一個(gè)選擇平臺時(shí)會(huì )考量的因素.一般對測試模塊的要求有:
-可靠的機構界面及接頭
-接收器與模塊間接頭的多樣化
-模塊與測試系統平臺間的整體性
目前在市面上已有一些廠(chǎng)商提供有含模塊及接收器的PXI系統,多為3U PXI 尺寸. 然而在整合接收器接口與PXI平臺時(shí)最大的挑戰是在于連結儀器與測試系統的I/O. 譬如對目前一些高密度測試應用,SCSI型態(tài)的接頭是最常被使用的,要做出可以匹配的纜線(xiàn)組件并不困難,但若要在PXI系統上放上接收器的接口則會(huì )需要更可靠及更有彈性的架構,難度也就相對提高. 總的來(lái)說(shuō),I/O的考量不論是現在或未來(lái)對選擇特定的接收器或治具都將會(huì )是一個(gè)重要的指標。

3.系統控制器
系統控制器有外接式及嵌入式的選擇.大部分的測試系統采用外接式的系統控制器,如桌上型計算機.使用外接式系統控制器的好處如下：
-不占VXI或PXI主機槽數,可提供更多的周邊槽給儀器設備或切換器使用。
-簡(jiǎn)化與計算機外設設備的聯(lián)機管理
-桌上型計算機在價(jià)格上較有競爭優(yōu)勢
-系統功能容易升級
使用外接式控制器連接PXI機箱時(shí),如何維持PCI總線(xiàn)的高速傳輸速度,同時(shí)必須具備軟件透明化的特性,就如同另一個(gè)PCI 總線(xiàn)上的橋接器? PCI總線(xiàn)的延伸套件在此時(shí)就扮演著(zhù)非常重要的角色. 然而在空間有所限制時(shí)或在數據采集/流程控制的專(zhuān)門(mén)應用上,使用嵌入式或單板計算機在模塊式的系統會(huì )是更好的選擇。

4.儀器與信號切換器
毫無(wú)疑問(wèn)，傳統儀器所能提供的功能及供貨商的選擇最為廣泛,但受限于GPIB 總線(xiàn)的傳輸速度,因此對儀器的測試功能的要求通常比測試速度來(lái)得多. 一般而言,制造商會(huì )選擇VXI或PXI這類(lèi)平臺作為功能測試系統,多半是因為它們具有模塊化,高密度儀器整合及高速數據傳輸速度的特性. 而除了儀器的評估及考慮,信號切換器會(huì )是另一個(gè)系統設計者要考慮的要點(diǎn),尤其當使用者的系統需要相當可觀(guān)的信號切換器甚至或使用者需要另一個(gè)機箱來(lái)處理信號切換,如何選擇適合的平臺規格將會(huì )影響使用者的系統尺寸及價(jià)格.

PXI平臺在電子制造業(yè)的應用
對許多測試部門(mén)來(lái)說(shuō)如何架構一個(gè)能符合現有功能需求又具有未來(lái)擴充性的測試系統是多數測試工程師所關(guān)心及有興趣的. 一般而言,電子制造測試系統的架構可用下圖來(lái)區分成幾部分. 第一部分為硬件架構,包含系統平臺(3U或6U ),系統控制器(外接式-桌上型計算機,需搭配PCI/PXI 延伸套件以連接PXI系統機箱或嵌入式PXI控制器),測試儀器(獨立式儀器或PXI模塊式)及切換器. 第二部分為軟件驅動(dòng)程序,硬件需提供可支持LabView/VB/VC/DAQBench/PnP等驅動(dòng)程序. 第三部分則為連接待測物的測試治具。

以近幾年頗受爭議的藍牙模塊為例,從功能面而言,藍牙模塊對個(gè)人通訊或外圍設備的連結是相當方便且有助益的,但因其測試成本居高不下,使得其價(jià)格始終無(wú)法降到消費者認為合理的范圍,所以無(wú)法大量推廣到許多消費性商品. 但隨著(zhù)更具性?xún)r(jià)比的測試方式及平臺的產(chǎn)生,藍牙模塊的生產(chǎn)測試成本的降低,藍牙模塊將會(huì )有新的發(fā)展機會(huì ). 一套以PXI平臺為基礎的藍牙模塊測試系統,其架構上通常包括一臺工業(yè)級計算機內含GPIB適配卡用來(lái)控制外接的儀器設備,一片PCI接口延伸卡用以延伸PCI 總線(xiàn)的信號到PXI平臺,PXI機箱內則含PCI接口延伸模塊,一至二片的RF 切換模塊用來(lái)做信號切換及A/D, D/A模塊用來(lái)做數據采集,并配合多個(gè)含模塊的隔離箱所組成. 而在整個(gè)測試系統中較昂貴的應屬外接的RF測試儀器,但應用這種架構可增加外接儀器的使用率,而達到降低成本的目的。

結論
PXI平臺因其結合了開(kāi)放而高效能的PCI總線(xiàn),CompactPCI強健的結構性能及高密度整合的優(yōu)勢,對大量生產(chǎn)的電子制造測試系統而言,PXI平臺無(wú)疑是一個(gè)新的選擇。