Microsoft teste ses Xbox avec le PXI et LabVIEW

Author(s):
Jeff Alexander - Microsoft Corp.

Industry:
ATE/Instrumentation, Electronics, Consumer Goods

Products:
LabVIEW, High-Speed Digitizers, PXI/CompactPCI, Modular Instruments

The Challenge:
Créer un système de test fonctionnel en bout de chaîne de production pour un protocole de communication numérique haute vitesse doté de fonctionnalités diagnostiques avancées.

The Solution:
Une application logicielle automatisée et personnalisée reposant sur LabVIEW, du matériel PXI et une carte oscilloscope NI 5112 100 MHz en mode RIS (en temps équivalent), où des données sont acquises à la vitesse d’échantillonnage de 2,5 Géch./s pour une analyse automatisée de la qualité des signaux.

V I Engineering, Inc., intégrateur membre du Programme Alliance de National Instruments, a développé, de concert avec Microsoft, un système de test fonctionnel qui teste les Xbox de Microsoft, à mesure qu’elles sortent de la chaîne de production. Ce système, qui a la capacité de tester la communication de tous les matériels, exécute une séquence de test automatisée que les utilisateurs autorisés peuvent enregistrer et configurer. Le système contrôle tous les paquets de données au niveau des bits pour vérifier que tous les messages fonctionnels des Xbox se trouvent dans les limites des spécifications. Les signaux sont également contrôlés au niveau du circuit imprimé pour mesurer les temps de montée/descente, les niveaux de tension minimaux/maximaux, et les niveaux de courant. Tous les tests s’effectuent tout de suite après la fabrication d’une Xbox et font l’objet d’une condition réussite/échec immédiate. Plus de 250 paramètres de test différents sont enregistrés dans un fichier de données, et chaque station de test est liée à un serveur principal via une liaison LAN pour rendre transparente la gestion des données.

Stations de tests fonctionnels et description du système
Une station de test fonctionnel constitue un élément essentiel de n’importe quelle chaîne de production. Les défis posés dans le développement de testeurs fonctionnels de chaînes de production sont nombreux. Il s’agit de :
• réunir autant de scénarios de test parallèles que possible dans le laps de temps réservé au cycle de production
• rassembler autant de données que possible nécessaires à une analyse ultérieure des données afin de définir les améliorations à apporter à l’unité sous test et à la chaîne de production
• proposer une interface simple d’emploi avec une intervention manuelle minimale de la part de l’opérateur. Les stations de tests fonctionnels de la Xbox sont capables d’exécuter des tests qui ne sont pas habituellement effectués dans un environnement de production (les tests très répandus dans un environnement R&D comme les tests de conformité des appareils) mais que les utilisateurs peuvent toutefois effectuer dans le temps de cycle de la chaîne de production. Au fur et à mesure que les Xbox sortent de la chaîne de production, chaque test effectué envoie ensuite plus de 250 paramètres de données vers un serveur LAN dédié pour une analyse post-test. Nous avions besoin de terminer le calendrier des tests, qui englobe la totalité des tests fonctionnels, de façon simple et transparente. Il suffit à l’utilisateur de suivre des régions de “briques jaunes” en appuyant sur des boutons et en déplaçant des commandes analogiques dans les régions définies. À mesure que l’utilisateur suit les régions jaunes, elles passent au vert ou au rouge selon que la station reconnaît ou non que la région jaune a été activée dans les limites définies par l’utilisateur. Afin d’accomplir les tests de qualité des signaux, une vitesse d’échantillonnage de 2,5 Géch./s était nécessaire pour analyser la forme d’onde de signalisation. Ceci s’est fait avec un numériseur NI 5112 en mode RIS (en temps équivalent).

Acquisition de signaux RIS
Le mode RIS (en temps équivalent) fait référence à une méthode utilisée pour échantillonner des signaux de façon à obtenir une vitesse d’échantillonnage bien plus élevée que la vitesse d’échantillonnage réelle. Ceci s’obtient en procédant à un déclenchement à des points d’offset différents sur le signal entrant à la vitesse d’échantillonnage réelle, puis en reconstruisant le signal entrant en entrelaçant les différentes captures de données pour produire un signal en haute résolution. La limite de la vitesse d’échantillonnage perçue est ensuite contrainte par la résolution de la mesure temporelle, via un convertisseur temps-numérique, obtenue par la capture du déclenchement initial vers le premier point de collecte de données. Les numériseurs à fonctionnalité RIS représentent une solution très efficace et d’un bon rapport qualité/prix pour acquérir des données à des vitesses d’acquisition élevées. Les utilisateurs peuvent utiliser l’oscilloscope NI 5112 en mode RIS pour capturer des données à une vitesse de 2,5 Géch./s. Le mode RIS du NI 5112 était l’élément essentiel qui représentait une solution de qualité et économique, afin de capturer, de contrôler et d’analyser des données à une vitesse d’échantillonnage, qui, sinon, aurait nécessité un oscilloscope plus coûteux.

Mode diagnostique en ligne avancé
Lorsque la station de test fonctionnel identifie de possibles problèmes sur la chaîne de production, elle peut servir de système diagnostique avancé. Cette fonctionnalité peut accélérer le débogage sur site, en temps réel, de lots de composants défectueux et les résoudre. Les utilisateurs peuvent aussi corriger et retester, sur-le-champ, le mode diagnostique, d’où un temps d’immobilisation minimal de la chaîne de production. En haut à gauche de l’écran de contrôle, les opérateurs peuvent appuyer sur tous les boutons numériques et contrôler leurs effets. Les boutons analogiques et leurs valeurs respectives s’affichent en bas à gauche de l’écran. Le logiciel peut contenir des valeurs min et max au fur et à mesure que l’opérateur parcourt la latitude de déplacement des mouvements. Les utilisateurs peuvent afficher les valeurs des paquets de données sous forme de tension brutes, ou en valeurs 8, 16, 32 et 64 bits. Dans le graphe en haut à droite, les utilisateurs voient les données temps réel et peuvent se concentrer sur des régions spécifiques avec une résolution de 400 picosecondes grâce au mode RIS de l’oscilloscope NI 5112.

Résumé
V I Engineering et Microsoft Corp. ont conçu des systèmes de tests pour la Xbox à partir d’une plate-forme PXI complétée par un boîtier éclateur de signaux personnalisé ainsi qu’une alimentation externe. Avec le PXI, on peut prétendre à des tests en production très fiables. En tirant profit de la puissance du PC, on peut facilement mettre à jour et maintenir le système. Finalement, avec le mode RIS avancé de l’oscilloscope PXI-5112 100 MHz, les données peuvent être collectées à une vitesse de 2,5 Géch./s pour un très bon rapport qualité/prix.

Décembre 2005

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Jeff Alexander
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