如今電子制造公司的一個新興趨勢是通過產(chǎn)品測試來實現(xiàn)競爭差異化，除了固定的測試功能，還要滿足自動化和自定義的需求，以實現(xiàn)智能測試系統(tǒng)。美國國家儀器公司(以下簡稱NI)的聯(lián)合創(chuàng)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(zhuǎn)變?yōu)閼?zhàn)略資產(chǎn)，以提高其盈利能力、加快其產(chǎn)品上市以及改善其產(chǎn)品質(zhì)量。”在摩爾定律給我們帶來了快速進步的同時，測試一環(huán)在產(chǎn)業(yè)鏈中作用愈發(fā)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(yè)領先的方案提供商與PXI技術(shù)的締造者，NI在不久前于深圳舉辦的第十四屆PXI TAC論壇上，向業(yè)界展示了PXI技術(shù)誕生20年來的蓬勃發(fā)展，以及在各種智能測試領域中的應用。期間，NI資深技術(shù)市場經(jīng)理潘建安與技術(shù)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(jié)合NI客戶案例，向業(yè)界進行了闡述和展望。

圖2  左：NI技術(shù)市場工程師馬力斯，右：NI資深技術(shù)市場經(jīng)理潘建安

測試組織優(yōu)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(zhuǎn)變?yōu)閼?zhàn)略資產(chǎn)，這是測試組織優(yōu)化的表現(xiàn)之一。據(jù)NI研究，測試組織需要讓合適的人員來制定和維護統(tǒng)一的測試策略，并改進流程來簡化整個產(chǎn)品開發(fā)過程中的測試開發(fā)和復用;最后公司跟蹤、整合最新的技術(shù)來提高系統(tǒng)性能、降低成本。

　　例如，ADI公司跨境構(gòu)建自動化測試系統(tǒng)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(guī)格配置，也通過NI STS產(chǎn)品得到了解決?？偨Y(jié)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(nèi)即可獲得收益。

　　而從具體的角度分析，NI基于PXI技術(shù)的自動化測試系統(tǒng)，在應對測試項目更多、更復雜的挑戰(zhàn)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(tǒng)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(tǒng)的智能目的與消費型電子產(chǎn)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(chǎn)品質(zhì)量與原先無異。”

　　在這一點上，NI的另一家客戶——Optimal+公司，在應用NI STS測試系統(tǒng)，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(jù)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(fā)現(xiàn)一些規(guī)律，比如在現(xiàn)有產(chǎn)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(zhuǎn)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(chǎn)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(xiàn)，正是基于NI STS測試系統(tǒng)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(tǒng)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(huán)節(jié)、測試結(jié)果都上傳到數(shù)據(jù)庫。這個龐大的數(shù)據(jù)庫資料就具備了數(shù)據(jù)分析的基礎，測試項目無疑越來越多，但依靠人力去觀察發(fā)掘哪些項目可以抽測、哪些項目需要全測顯然不現(xiàn)實。數(shù)據(jù)庫的優(yōu)勢與著力點恰恰在于分析與判斷!“數(shù)據(jù)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。”馬力斯這樣補充道。這也是測試系統(tǒng)智能化的體現(xiàn)之一。

如何跨越實驗室到產(chǎn)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(fā)儀VST。業(yè)界普遍認為這是一款掀起了RF儀器革命的PXI模塊，創(chuàng)造了一類新的用戶可重新編程的軟件設計儀器。“可重配置”的特點對測試系統(tǒng)而言是創(chuàng)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(jīng)購買的測試儀器通過重新配置即可“煥發(fā)”新的測試能力。可重配置的儀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(shù)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(xiàn)了廣泛的功能儀器組合，優(yōu)勢尤為突出。

圖4  NI PXI平臺可實現(xiàn)廣泛的功能儀器組合
 

　　在半導體產(chǎn)業(yè)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(tài)。一種是OSAT廠商自己創(chuàng)建核心的自動化測試系統(tǒng)，他們采購了ATE廠的設備作為一個子系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)，也可以擔任子系統(tǒng)。”潘建安這樣解釋道。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(xiàn)了同樣高精度的測試。

　　換句話說，PXI模塊化的架構(gòu)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(fā)揮?；诖烁拍睿成涞綄嶒炇遗c產(chǎn)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(chǎn)線測試環(huán)節(jié)，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(tǒng)的方法中，產(chǎn)線工程師需要花大量時間去把ATE測出來的數(shù)據(jù)，和前期實驗室的數(shù)據(jù)做一致性比對，找尋問題。

　　“以往測試流程中，工程師在產(chǎn)品的EVT、DVT階段使用臺式儀器去進行測量，而輪到PVT量產(chǎn)測試的時候，他會發(fā)現(xiàn)因為用的儀表不一樣，所以數(shù)據(jù)上都還需要重新做一次關聯(lián)，他們可能會去做一些系數(shù)上的調(diào)整等等。”潘建安形象地指出。而在NI的測試環(huán)境下，工程師可以用實驗室同樣的PXI平臺來進行產(chǎn)線測試。這一過程中，測試需求雖有所改動，但實驗室的數(shù)據(jù)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(tǒng)一平臺跨越研發(fā)到量產(chǎn)測試的鴻溝

以軟件為中心，構(gòu)建下一代自動化測試生態(tài)系統(tǒng)

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

　　需要指出的是，LabVIEW工具網(wǎng)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。“LabVIEW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。”潘建安說道。

　　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(diào)配，極大的加速了測試所需時間。不難想象，F(xiàn)PGA編程僅僅是NI自動化測試生態(tài)系統(tǒng)的開始，與LabVIEW的結(jié)合并進，在驅(qū)動層面、甚至人機交互上，將大幅度提高測試、測量、控制系統(tǒng)的開發(fā)速度與生產(chǎn)效率。