Vor 21/2 Jahren hat National Instruments die Erweiterung des CompactPCI-Standards für proprietärer Testsysteme vorgestellt. Doch noch ist der Markt von PXI-Systemen auf ein bis zwei Anbieter beschränkt, und Lösungen mit 6 HE sind eher dem finanziell gut ausgestatteten Anwender vorbehalten. Dass es auch anders geht, möchten wir anhand eines leistungsfähigen Systems, das aus mehreren einzeln verfügbaren Komponenten zusammengestellt ist, zeigen.
Reinhold Wein, IPE, Fürth
IPE hat das Produktspektrum um PXI-Komponenten erweitert (PXI = CompactPCI eXtented Instrumentation). Dazu gehört das Funktionstest-System Spider mit analogen Incircuit-Test-Fähigkeiten, das aus einem 21-Slot PXI-Mainframe mit 3 HE sowie einem Scanner aus mehreren PXI-Relaiskarten mit der Kontaktzahl 96 Pin pro Karte (nicht gemultiplext ; 6-Bus-Technik) besteht. Die Hauptkomponente eines solchen Testsystems ist der Mainframe, dessen Backplane die Signale möglichst ohne Delay, Übersprechen und verzerrungsfrei übertragen muss. Im Vergleich mit einem Industrie-PC-Gehäuse verfügt der PXI-Mainframe über ein ausgereiftes Kühlungskonzept. Darüber hinaus werden die Versorgungsspannungen über die gesamte Länge der Backplane an mehreren Stellen geregelt. Somit ist an jedem Slot eine stabile Spannungsversorgung gewährleistet.
Durch die Clock- und Trigger-Leitungen sind das Synchronisieren von verschiedenen PXI-Einschüben und damit komplexe Timings zwischen diesen möglich. Die Local-Bus-Leitungen dienen dem Austausch zwischen den einzelnen Einschubmodulen für Mess- und Stimulisignale. Da der PCI-Bus pro Segment nur sieben Slots ansteuern kann, müssen zur Erweiterung der Slotzahl die Backplane-Segmente über PCI-Bridges verbunden werden. Die von IPE entwickelten PXI-Bridges lassen sich mit einem Konfigurations-Tool programmierbar und erlauben es, Segmente zu separieren oder die Backplane durchgängig zu verwenden sowie darüber hinaus die Richtung der digitalen Triggersignale zu bestimmen.
Technische und wirtschaftliche Vorteile
Soweit der technische Hintergrund. Doch was bringt das für den Anwender an messbaren technischen und wirtschaftlichen Vorteilen? Technisch gesehen besteht wesentlichste Vorteil gegenüber CompactPCI darin, dass der Verdrahtungsaufwand zwischen den Einschüben deutlich reduziert wurde oder überhaupt nicht mehr notwendig ist. Werden die PXI-Einschübe so konzipiert, dass die in der Backplane verwendeten Messleitungen über Relaiskontakte zu- und abgeschaltet werden, können die Einschüben über das Testprogramm zusammengeschaltet werden.
Ein modernes Testsystem sollte für alle Bereiche des Produktionsablaufs – vom Incircuit- bis zum Geräte-Endtest – einsetzbar sein. Parameter wie Grundpreis, Größe, Flexibilität, technische Grenzen, Zukauf von Spezialmodulen und die verfügbare Software grenzen diesen Wunsch bei den meisten am Markt angebotenen, proprietären Systemen ein. Wie aber lassen sich all diese Anforderungen überhaupt in einem einzigen System realisieren? Sicher nicht auf dem herkömmlichen Weg. Machen wir uns frei von dem Gedanken, ein Testsystem ist ein geschlossener Kasten mit festgelegten Fähigkeiten. Ein entsprechendes System lässt sich nur nach dem Baukastenprinzip umsetzen.
Die Anforderungen
Erste Voraussetzung für ein derartiges Testsystem ist eine Software-Umgebung, die es erlaubt:
•Testprogramme komfortabel zu editieren und ablaufen zu lassen
•beliebige Hardware zu kontrollieren
•mit LAN und Internet zu kommunizieren
Die Ablaufsteuerung Teststand und die Programmiersprachen Lab Windows/CVI und Labview von National Instruments, erfüllen die oben genannten Anforderungen. Der Anwender kann seine Mitarbeiter daher nicht nur beim Systemanbieter schulen lassen. Zweite Voraussetzung ist ein universelles Trägersystem, wie der oben beschriebene 18/21 Slot PXI-Mainframe. Für diesen Mainframe gibt es eine Vielzahl von Einschüben unterschiedlicher Anbieter, nicht zuletzt dadurch, weil dafür auch Compact-PCI-Module verwendet werden können. Für den Funktionstest gab es bisher u.a. Ozilloskop-, Digital-I/O-, Logik-Analyser-, Boundary-Scan-, Flash-Programm- und DMM-Module jedoch weder einen In-Circuit-Test- noch ein entsprechenden Relais-Scanner-Einschub. Diese Lücken hat IPE mit dem Analog-Test-Modul ATU2 und dem modularen Switch-Einschub MSU geschlossen. Damit deckt die Test-Plattform Spider PXI alle Bereiche des Produktionstests ab. Sie erlaubt zudem dem Anwender, den Funktionsumfang selbst zu erweitern, ohne dass er auf den Systemlieferanten angewiesen ist. Die mitgelieferten Bibliotheken für Incircuit- und analogen Funktionstest unterstützen den Anwender bei seinen spezifischen Applikationen.
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