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技術(shù)專題
硬件在環(huán)測試
什么是硬件在環(huán)測試？
出于本文的目的，我們將定義硬件在環(huán)測試與常規(guī)方式（例如在汽車應(yīng)用中）的定義稍有不同。讓我們觀察一下測試產(chǎn)品時(shí)復(fù)雜性的三個(gè)不同層次。
測試格式1：基本手動(dòng)測試
在這種測試形式中，工程師將手動(dòng)測試設(shè)備。這可以包括使用數(shù)字萬用表探測板上的測試點(diǎn)，在示波器上觀察波形，或者通過計(jì)算機(jī)屏幕上的遙測讀數(shù)手動(dòng)進(jìn)行解析。工程師將通過手動(dòng)設(shè)計(jì)驗(yàn)證測試來測試產(chǎn)品。
測試格式2：自動(dòng)測試
此測試設(shè)置運(yùn)行通常由工程師執(zhí)行的相同測量和驗(yàn)證，但由計(jì)算機(jī)以自動(dòng)化方式執(zhí)行。主機(jī)將直接與儀器（例如萬用表，示波器等）對話，從設(shè)備解析遙測，然后根據(jù)工程師提出的標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)證測試集。
測試格式3：硬件在環(huán)測試
硬件在環(huán)測試通過添加額外的刺激以模擬現(xiàn)實(shí)世界的應(yīng)用程序，將自動(dòng)化測試提高到一個(gè)新的水平。例如，被測設(shè)備（DUT）可能具有一系列需要激勵(lì)的傳感器。測試設(shè)備將模擬那些傳感器的另一端，以激發(fā)DUT的傳感器側(cè)。另一個(gè)示例可能很簡單，例如將RS-422流量驅(qū)動(dòng)到DUT上的RS-422接收器。我們的想法是，我們能夠?qū)⑿碌募?lì)帶入DUT，從主機(jī)上讀回遙測信號，并在需要時(shí)適當(dāng)?shù)卣{(diào)整測試（例如，通過初始測試后，可以驅(qū)動(dòng)更快，更大的RS-422通信量）。
采用硬件在環(huán)的好處
根據(jù)該應(yīng)用程序，很明顯為什么人們會(huì)選擇采用硬件在環(huán)測試而不是自動(dòng)測試（當(dāng)然也包括手動(dòng)測試）。如果一個(gè)人試圖集成一個(gè)或多個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，并且需要大量外部刺激，那么基本的自動(dòng)結(jié)帳測試將無法滿足要求。考慮一個(gè)基本的電池充電器。雖然您可以模擬電源，負(fù)載和電池以物理方式或通過軟件來測試控制器電路，但使用實(shí)際的電源，電池和負(fù)載來測試設(shè)計(jì)會(huì)更加現(xiàn)實(shí)。此外，如果您可以使該過程自動(dòng)化，那么工程師現(xiàn)在可以將時(shí)間花在開發(fā)過度測試上。
成本分析：值得嗎？
在決定是否采用硬件在環(huán)測試時(shí)，應(yīng)考慮以下因素：
測試時(shí)間：您將花費(fèi)多少時(shí)間來測試設(shè)備？它會(huì)是一個(gè)基本的結(jié)帳，然后就完成了嗎？還是需要數(shù)月的測試？
重復(fù)測試：您多久運(yùn)行一次相同的測試？可以在將來的設(shè)計(jì)中使用此測試設(shè)置（即設(shè)備和自動(dòng)化腳本）嗎？
測試設(shè)備：獲得用于自動(dòng)化測試與手動(dòng)測試的必要設(shè)備的成本是多少？
在考慮了這些因素和其他因素之后，就可以開始決定是堅(jiān)持手動(dòng)測試還是投資于自動(dòng)化/硬件在環(huán)測試。
根據(jù)我的經(jīng)驗(yàn)，我發(fā)現(xiàn)，最輕松地進(jìn)入硬件在環(huán)測試的方法是使用全包測試框架，例如National Instruments（NI）提供的框架。NI具有即插即用的全包式硬件/軟件平臺(tái)。在考慮包羅萬象的框架時(shí)，需要考慮以下幾點(diǎn)利弊：
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優(yōu)點(diǎn) |
缺點(diǎn) |
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簡單的設(shè)置。驅(qū)動(dòng)程序與他們的軟件應(yīng)用程序無縫的工作 |
成本：價(jià)格相當(dāng)昂貴 |
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大多數(shù)設(shè)備制造商現(xiàn)在提供LabVIEW驅(qū)動(dòng)程序，這消除了自定義SCPI庫的需要 |
沒有對Linux和定制硬件設(shè)計(jì)的大量支持 |
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特定LabVIEW：軟件語言是可視的存在的 |
LabVIEW特定：編程文件是二進(jìn)制的格式意味著合并會(huì)很難。自動(dòng)化構(gòu)建和命令行支持也很有限和復(fù)雜 |
在開發(fā)復(fù)雜系統(tǒng)上的時(shí)間里，LabVIEW是進(jìn)行自動(dòng)化測試的首選工具，其中包括為LabVIEW項(xiàng)目和VI建立完整的持續(xù)集成和持續(xù)部署管道。當(dāng)我過渡到需要更簡單的“ 死循環(huán)”支持的較小系統(tǒng)時(shí)，我開始向定制或商用現(xiàn)貨（COTS）硬件和Python腳本（使用pytest框架）遷移。同樣，這都取決于應(yīng)用程序，如前所述，測試時(shí)間，測試重復(fù)性和測試設(shè)備是決定這一決定的主要因素。
結(jié)論
在本文中，我們回顧了硬件在環(huán)測試的概念以及它與手動(dòng)和自動(dòng)測試的區(qū)別。我們還回顧了采用硬件在環(huán)測試的好處以及如何評估它是否真的是用戶所需要的。最后，我們討論了一些入門方法。雖然硬件在環(huán)測試可能并不適合每個(gè)人，但很顯然，對于正確的應(yīng)用程序，投資將很快帶來回報(bào)。