為什么測試必須遵循設(shè)計示例，采用基于平臺的方法

作者：是德科技軟件解決方案高級經(jīng)理 Scott Seiden?

電子產(chǎn)品每天都變得越來越復(fù)雜和復(fù)雜。芯片、電路板和它們所組成的系統(tǒng)越來越難以設(shè)計。自 CAD 框架倡議 (CFI) 成立以來，從事電子產(chǎn)品開發(fā)的公司在其設(shè)計項目中經(jīng)常采用基于平臺的方法已有二十多年?；谄脚_的設(shè)計提供了許多好處，包括更快的上市時間、更高的工程生產(chǎn)力和成本效率、改進(jìn)的設(shè)計重用以及更快的分析和洞察力，從而支持更好的決策。

除了這些好處之外，半導(dǎo)體和電子行業(yè)的分解趨勢是基于平臺的設(shè)計的主要驅(qū)動力。更高設(shè)計復(fù)雜性的需求使得整個開發(fā)和制造過程的垂直整合變得不切實際——因此，無晶圓半導(dǎo)體公司、芯片代工廠和合同電子制造服務(wù)業(yè)務(wù)的興起。分解帶來了將工程資源集中在公司的核心競爭力和競爭性市場差異化上的能力。為特定問題或領(lǐng)域提供完整解決方案的設(shè)計平臺有助于增強(qiáng)核心競爭力。

如果基于平臺的設(shè)計如此成功，為什么基于平臺的測試方法沒有得到更廣泛的應(yīng)用和采用？畢竟，產(chǎn)品設(shè)計必須在上市前進(jìn)行測試。同樣的電子行業(yè)趨勢也適用于測試。那么，是什么阻止了測試團(tuán)隊從與設(shè)計團(tuán)隊相同類型的平臺方法中受益呢？答案是孤立的工作流程和阻礙輕松數(shù)據(jù)共享的本土測試環(huán)境。

就像早期的計算機(jī)輔助工程和設(shè)計產(chǎn)品 (CAE/CAD) 本質(zhì)上是專有的一樣，電子測試和測量是一個緊密持有的業(yè)務(wù)。許多公司構(gòu)建專有的內(nèi)部方法和工具來應(yīng)對其特定的測試挑戰(zhàn)，而不考慮維護(hù)它們所需的資源。是德科技最近在“今天實現(xiàn)測試和驗證工作流程的未來”中報告的研究結(jié)果證實了這一點，91% 的受訪者表示他們創(chuàng)建了用于測試和驗證的內(nèi)部工具。測試工程師遵循久經(jīng)考驗的方法。他們抵制從傳統(tǒng)方式轉(zhuǎn)變?yōu)楦娱_放和互聯(lián)的方式。

在設(shè)計界，互操作性標(biāo)準(zhǔn)和工具框架加速了向開放系統(tǒng)和軟件解決方案的發(fā)展。他們彌合了邏輯和物理抽象及其各自工作流程之間的差距。CAD 框架倡議在 1990 年代初期和中期的集體工作有助于使 EDA 工具和方法更易于訪問和互操作?？蚣苓€提供了更好地管理不斷增長的設(shè)計數(shù)據(jù)量的方法。雖然設(shè)計界現(xiàn)在已經(jīng)習(xí)慣了與互操作性和基于平臺的方法相關(guān)的好處，但測試界仍然受到工作流程中不同步驟之間的孤島和不良切換的困擾。

測試平臺和框架架構(gòu)要求因為設(shè)計界采用了開放框架和互操作性，所以測試社區(qū)也應(yīng)該采用圍繞開放框架和互操作性構(gòu)建的基于平臺的方法。例如，是德科技和諾基亞最近推出了開放測試自動化項目OpenTAP，作為朝這個方向邁出的第一步。OpenTAP 提供了一種開源、可擴(kuò)展的架構(gòu)，可增強(qiáng)和加速測試和測量生態(tài)系統(tǒng)中自動化解決方案的開發(fā)，并在 5G 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造中取得成功。

雖然測試自動化是基于平臺的解決方案的必要組成部分，但它并沒有解決完整的工作流程或端到端架構(gòu)。為了實現(xiàn)更快的解決方案開發(fā)，通過連接的工作流程最大限度地提高生產(chǎn)力，并將洞察力集成到操作系統(tǒng)中，基于平臺的測試解決方案應(yīng)該涵蓋整個開發(fā)生命周期（圖 1）。它還應(yīng)該考慮水平工作功能和垂直工作任務(wù)（圖2）。

圖 1：測試平臺必須涵蓋從仿真到優(yōu)化的整個電子產(chǎn)品開發(fā)生命周期。

圖 2：測試平臺必須同時包含水平工作功能和垂直工作任務(wù)。

為了同時支持水平工作功能和垂直工作任務(wù)，基于平臺的測試架構(gòu)需要一個開放、靈活和可擴(kuò)展的新框架（圖 3）。新框架的核心元素是高性能通信結(jié)構(gòu)和易于使用的集成套件，允許在本土工具和商用工具之間快速“即插即用”?；A(chǔ)設(shè)施機(jī)制是簡化平臺參與者之間必要交易的連接結(jié)構(gòu)。集成套件是一組規(guī)則和編程接口，用于將應(yīng)用程序插件與結(jié)構(gòu)連接起來。

圖 3：基于平臺的測試架構(gòu)必須具有開放、靈活和可擴(kuò)展的連接結(jié)構(gòu)。

除了提供適當(dāng)?shù)倪B接外，該框架還必須促進(jìn)用戶之間的價值交換和共同創(chuàng)造。該框架應(yīng)該吸引系統(tǒng)工程師、硬件工程師、實驗室經(jīng)理、測試計劃人員和系統(tǒng)管理員來使用它并為技術(shù)和業(yè)務(wù)目的做出貢獻(xiàn)。當(dāng)該框架通過提供引人注目的價值聯(lián)系來吸引用戶時，它會將社區(qū)成員轉(zhuǎn)變?yōu)槭褂帽就两鉀Q方案無法實現(xiàn)的新功能和數(shù)據(jù)的生產(chǎn)者和消費者。

此外，框架成功的關(guān)鍵是通用數(shù)據(jù)模型和用戶體驗。通用數(shù)據(jù)模型允許生產(chǎn)者快速開發(fā)并將他們自己獨特的知識產(chǎn)權(quán) (IP) 插入到框架中。一旦 IP 連接到框架，消費者就可以部署解決方案和工作流。共同的用戶體驗提供了對平臺及其管理的集中視圖。

基于平臺的設(shè)計和測試工作流愿景作為理想平臺概念的一個例子，考慮一個規(guī)范驅(qū)動的工作流，它以實際產(chǎn)品規(guī)范開始和結(jié)束，將模擬與現(xiàn)實聯(lián)系起來。規(guī)范和測試向量有助于自動化、測量、合規(guī)性和分析（圖 4）。工程師將產(chǎn)品規(guī)格分解為需求，然后自動將測試類/向量轉(zhuǎn)換為所有框架插件在整個開發(fā)生命周期中都能理解和共享的格式。

圖 4：使用通用數(shù)據(jù)模型和用戶體驗連接設(shè)計和測試環(huán)境，支持創(chuàng)建規(guī)范驅(qū)動的工作流。

將測試類和向量自動轉(zhuǎn)換為測試計劃可推動模擬和實驗室測試，消除耗時的手動過程，并為工程師在兩種環(huán)境中執(zhí)行測試的方式提供一致性。通常，他們在模擬中對測試設(shè)置進(jìn)行建模，但要共享相同的測量科學(xué)來減少模擬中的方差以測試相關(guān)性并不容易。為了減少相關(guān)方差，工程師在仿真和測試中使用相同的激勵和分析軟件插件來激勵和分析被測設(shè)備 (DUT)。一個通用的設(shè)計和測試平臺提高了測試實驗室與模擬結(jié)果的相關(guān)性，并且還從軟件資產(chǎn)重用中獲得了顯著的好處。

在傳統(tǒng)的孤立工作流程中，大量的模擬和測試數(shù)據(jù)駐留在一個必須手動排序的文件中，這既費時又容易出錯?；谄脚_的工作流用相關(guān)數(shù)據(jù)標(biāo)記所有結(jié)果，包括但不限于日期、產(chǎn)品版本、工作區(qū)、執(zhí)行的測試、測試向量參數(shù)等。由于結(jié)果被標(biāo)記，工程師可以知道哪個測試與數(shù)據(jù)以及它是如何完成的。

接下來，工程師可以使用通過/失敗標(biāo)準(zhǔn)和匯總結(jié)果自動填充合規(guī)矩陣。為了進(jìn)行更深入的分析，工程師可以單擊一致性矩陣中的任何測試結(jié)果以打開波形查看器。然后，工程師可以針對同一測試的任何其他波形查看給定測試的波形，無論它是模擬數(shù)據(jù)還是測試數(shù)據(jù)，以進(jìn)行比較并獲得關(guān)鍵見解。

越來越多的工程師和他們的經(jīng)理正在認(rèn)識到基于平臺的測試工作流程如何打破本土測試環(huán)境孤島并促進(jìn)軟件重用。為了獲得可加快上市時間并顯著提高生產(chǎn)力的結(jié)果，測試專業(yè)人員需要一個基于開放、靈活和可擴(kuò)展架構(gòu)的新互操作性框架。關(guān)鍵框架特征包括高性能通信結(jié)構(gòu)、易于使用的插件集成套件以及通用數(shù)據(jù)模型和用戶體驗。工程師和測試運營主管希望在專注于核心競爭力的同時最大限度地提高投資回報率，他們必須尋求一種基于平臺的測試方法，該方法利用最好的本土和第三方 IP。

關(guān)于作者Scott Seiden 是KeysightTechnologies, Inc.的軟件解決方案高級經(jīng)理?。他在 EDA、半導(dǎo)體和網(wǎng)絡(luò)行業(yè)為 Cadence、Xilinx 和 Cisco 等全球市場領(lǐng)導(dǎo)者工作了超過 25 年。在 Keysight，Scott 在 PathWave 軟件解決方案團(tuán)隊工作，專注于加速客戶的設(shè)計和測試工作流程。

審核編輯 黃昊宇