smarT – ein flexibles Testkonzept in der Fertigung von Multimedia Konsumerprodukten
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Author(s):
Dipl.-Ing. Christian Tenhumberg - Noffz ComputerTechnik GmbH
Dipl.-Ing. Markus Solbach - Noffz ComputerTechnik GmbH
Ludger Nienhaus - Siemens Home and Office, Communication Devices GmbH & Co. KG
Industry:
RF/Communications, Industrial Controls/ Devices/ Systems
Products:
PXI/CompactPCI
The Challenge:
Aufbau eines zukunftsicheren und skalierbaren Testsytems unter Einbeziehung neuer Anforderungen an Testzeiten, Schnittstellen, Protokolle und größerem Datenaufkommen im Bereich von Multimedia Konsumerprodukten, ausgelöst durch einen notwendigen Generationswechsel der bestehenden Tester basierend auf VXI hin zu leistungsstarken Testsystemen.
The Solution:
Die Skalierbarkeit und Flexibilität von smarT ermöglicht auch ein schnelles Umsetzen von In-Line Funktionstestern zu Reparatur-Arbeitsplätzen.
"Durch einfache Modifikation entsprechender TestStand Sequenzen und Parameteranpassungen in der Zwischenschicht werden individuelle Systemkonfigurationen ermöglicht."
Kurzfassung
Neue Anforderungen an Testzeiten, Schnittstellen, Protokolle und größerem Datenaufkommen im Bereich von Multimedia Konsumerprodukten, bewegen Firmen zu einem notwendigen Generationswechsel der bestehenden Tester basierend auf VXI hin zu leistungsstarken Testsystemen. Die Firma Siemens Home and Office Communication Devices GmbH in Bocholt vollzieht einen Systemwechsel im Funktionstestbereich, der mit aktuellen Technologien wie PXI und offenen Schnittstellen (GPIB, USB, TCP/IP), sowie TestStand und .NET auf ein zukunftssicheres, skalierbares Hybridsystem aufbaut. Dieses soll im Folgenden näher erläutert werden.
Einleitung
Grundlegende Idee des hier vorgestellten Systems ist die Integration verschiedenster Hardwarekomponenten, also einem Hybridsystem, in ein einheitliches Testkonzept. Zu den eingebundenen Komponenten zählen neben NI-PXI-Messkarten wie PXI-4072 Digitalmultimeter, PXI-6259 M-DAQ, auch Switchkarten (PXI-2532) und Box Instrumente wie R&S FSP, SMIQ, TS-CSP oder auch Noffz Entwicklungen wie eine kundenspezifische Switchbox.
Technologiebeschreibung
Das System smarT erlaubt es ein Testsystem aufzubauen, das aus einem Testrechner mit Messhardware besteht. Bei einem verteilten System arbeitet TestStand als Sequenzer auf einem Testrechner und kann entsprechend mehrere Messrechner ansteuern. In dem beschriebenen Aufbau, bestehen die Messrechner aus PXI-Chassis, die über eigene Controller verfügen können oder über eine PCI-PXI Bridge an Rechner angeschlossen sind. Auf ihnen laufen Softwarekomponenten, welche die Instrumente initialisieren, verwalten und Zugriffs/Mess-Methoden zur Verfügung stellen. Über ein intelligent, implementiertes Verfahren sind mehrere Testinstanzen in der Lage, sich die Messinstrumente zu teilen, was eine starke Auslastung der Hardware ermöglicht.
Die Messinstrumente werden über ein dreistufiges Softwarekonzept in die Testerumgebung eingebunden: Herstellerspezifische Instrumententreiber, offene Schnittstellen (RS232, GPIB) und auch DAQmx bilden dabei die unterste Schicht (Instrumenten bzw. Treiberabstrahierung). Eine konfigurierbare und skalierbare Anbindungsschicht verwaltet den Zugriff auf diese Instrumentenschicht. Die Anbindungsschicht auf den Messrechnern kann von den Testrechnern dezentral angesprochen werden. Für jede Instrumentenart existiert eine verwaltende Softwarekomponente. Über parallele TestStand Ausführungen lassen sich die Instrumente optimal ausnutzen.
Die Einstellung der Instrumentenparameter (z.B. Interface-Adressen, Grundeinstellungen etc.) werden über XML Dateien vorgenommen. So lassen sie sich leicht ändern und verteilen.
Das SequenzModell, das im Rahmen von smarT aufgebaut wurde, besteht in groben Zügen aus einem ParallelModell. Um eine optimale Ausnutzung der Messgeräte und die maximale Testgeschwindigkeit zu gewährleisten, wurde zusätzlich im Rahmen der umfangreichen Softwareentwicklung ein spezieller Autoscheduler entwickelt, welcher anhand vorgegebener Regeln und Prioritäten den Prüfablauf bestimmt.
Die Kommunikation mit dem Prüfling wurde ebenfalls über die Anbindungsschicht realisiert.
Das so genannte ComControl steuert den Ablauf der Sockets und des Prozeßmodells, als auch die Kommunikation zwischen OperatorInterface und dem Prozessmodell. Es können Nachrichten von den Sockets an das OperatorInterface gesendet oder auch Befehle vom OperatorInterface empfangen werden.
Das OperatorInterface wurde speziell auf die Bedürfnisse von Siemens angepasst und beinhaltet die einfache Bedienung der smarT Test-Architektur, des generellen Ablaufes, sowie dem Parallelbetrieb. Die eingebaute Benutzerverwaltung ermöglicht dem Operator den aktuellen Stand aller Testadapter (Sockets) anzusehen. Hierbei können Anweisungen vom Socket an dem Benutzer geschickt werden oder der Benutzer schickt dem Socket jeweilige Befehle. Ebenso kann der Benutzer eine Historienliste über jeden Socket anzeigen. Über einen Tipstrip wird Datum, Zeit und der Fehlertext angezeigt. Eine weitere Ansicht ist die Paretodarstellung, die dem Benutzer es ermöglicht Probleme in der Charge oder am Testsystem zu detektieren. Die gesamte Kommunikation zwischen GUI und dem Prozeßmodell bzw. Rechner arbeitet über die ComControl Technologie.
Der integrierte LimitLoader basiert auf eine SQL-Datenbank, die objektorientiert aufgebaut ist. Die Sequenz für ein Produkt besteht aus verschiedenen Schritten. Um die Varianten nicht in immer neuen Sequenzdateien zu verwalten, können Projekte die aus Parameter, Limits, Sequenzdatei, Wechselsätze etc. bestehen von Projekt A nach Projekt B vererbt werden. Somit wird die Datenbank klein gehalten und nur die Änderungen, die notwendig sind, brauchen geändert werden. Das Unternehmen SHC Bocholt verschickt natürlich viele Produkte in umfangreichen Varianten in viele Länder, so müssen aktuell mehr als 1000 Varianten verwaltet werden.
Die komplette Integration der Tester in das Unternehmen wurde durch umfangreiches Reporting in Datenbanken sichergestellt, wobei das Reporting sich der bereits vorhandenen Strukturen bedient und nahtlos eingliedert.
Hard- und Software Anbidung
Im Folgenden soll an Hand der Noffz Switch Box eine kurze Detailbeschreibung der Hardware und Software Anbindung näher erläutert werden:
Cordless-Voice und Broadband-Produkte werden für unterschiedliche Frequenzbereiche produziert. Für den Kommunikationstest wird der aktuellen Variante eine entsprechende Basis mit Hilfe der Switch Box aufgeschaltet. In ihr befinden sich HF-Relais, die über ein kaskadierbares IO Interface (Noffz GPIO) angesteuert werden. Mit dem Noffz GPIO wird über RS232 kommuniziert.
Für das Noffz GPIO wurde eine Softwarekomponente in der Anbindungsschicht geschrieben, die das Setzen der IO-Ports ermöglicht. Ein GPIO, bestehend aus einem Master und mehreren Slaves, wird dabei als ein Instrument betrachtet. (Über mehrere RS232 und GPIOs lassen sich beliebige Anwendungen handhaben).
Im Prüfablauf wird nach der Auswahl der Variante, das GPIO akquiriert; das heißt, die Anbindungsschicht weist der Prüfausführung den exklusiven Zugriff auf das GPIO zu. Diese kann nun die IO-Ports so setzen, dass die erforderliche Basis über die HF-Relais zugeschaltet wird. Anschließend gibt sie das GPIO wieder frei. Weitere Testinstanzen können anschließend ihre Basen auf dieselbe Weise schalten.
Zusammenfassung
Zum aktuellen Zeitpunkt wurden Produktanläufe erfolgreich mit dem smarT unterstützt. Die Skalierbarkeit und Flexibilität des beschriebenen Hard- und Softwarekonzeptes ermöglicht auch ein schnelles Umsetzen von In-Line Funktionstestern zu Reparatur-Arbeitsplätzen. Durch einfache Modifikation entsprechender TestStand Sequenzen und Parameteranpassungen in der Zwischenschicht werden individuelle Systemkonfigurationen ermöglicht.
Ausblick
Eine Erweiterung des smarT-Testers ist in Richtung Multi-Nutzen Test in Entwicklung und soll auch für die DECT Telefon Fertigung Verwendung finden. Hierbei können sämtliche Sequenzen, die für 2-fach oder 4-fach Nutzen entwickelt wurden, direkt verwendet werden.
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