为什么测试必须遵循设计示例，采用基于平台的方法

作者：是德科技软件解决方案高级经理 Scott Seiden 

电子产品每天都变得越来越复杂和复杂。芯片、电路板和它们所组成的系统越来越难以设计。自 CAD 框架倡议 (CFI) 成立以来，从事电子产品开发的公司在其设计项目中经常采用基于平台的方法已有二十多年。基于平台的设计提供了许多好处，包括更快的上市时间、更高的工程生产力和成本效率、改进的设计重用以及更快的分析和洞察力，从而支持更好的决策。

除了这些好处之外，半导体和电子行业的分解趋势是基于平台的设计的主要驱动力。更高设计复杂性的需求使得整个开发和制造过程的垂直整合变得不切实际——因此，无晶圆半导体公司、芯片代工厂和合同电子制造服务业务的兴起。分解带来了将工程资源集中在公司的核心竞争力和竞争性市场差异化上的能力。为特定问题或领域提供完整解决方案的设计平台有助于增强核心竞争力。

如果基于平台的设计如此成功，为什么基于平台的测试方法没有得到更广泛的应用和采用？毕竟，产品设计必须在上市前进行测试。同样的电子行业趋势也适用于测试。那么，是什么阻止了测试团队从与设计团队相同类型的平台方法中受益呢？答案是孤立的工作流程和阻碍轻松数据共享的本土测试环境。

就像早期的计算机辅助工程和设计产品 (CAE/CAD) 本质上是专有的一样，电子测试和测量是一个紧密持有的业务。许多公司构建专有的内部方法和工具来应对其特定的测试挑战，而不考虑维护它们所需的资源。是德科技最近在“今天实现测试和验证工作流程的未来”中报告的研究结果证实了这一点，91% 的受访者表示他们创建了用于测试和验证的内部工具。测试工程师遵循久经考验的方法。他们抵制从传统方式转变为更加开放和互联的方式。

在设计界，互操作性标准和工具框架加速了向开放系统和软件解决方案的发展。他们弥合了逻辑和物理抽象及其各自工作流程之间的差距。CAD 框架倡议在 1990 年代初期和中期的集体工作有助于使 EDA 工具和方法更易于访问和互操作。框架还提供了更好地管理不断增长的设计数据量的方法。虽然设计界现在已经习惯了与互操作性和基于平台的方法相关的好处，但测试界仍然受到工作流程中不同步骤之间的孤岛和不良切换的困扰。

测试平台和框架架构要求因为设计界采用了开放框架和互操作性，所以测试社区也应该采用围绕开放框架和互操作性构建的基于平台的方法。例如，是德科技和诺基亚最近推出了开放测试自动化项目OpenTAP，作为朝这个方向迈出的第一步。OpenTAP 提供了一种开源、可扩展的架构，可增强和加速测试和测量生态系统中自动化解决方案的开发，并在 5G 网络设备制造中取得成功。

虽然测试自动化是基于平台的解决方案的必要组成部分，但它并没有解决完整的工作流程或端到端架构。为了实现更快的解决方案开发，通过连接的工作流程最大限度地提高生产力，并将洞察力集成到操作系统中，基于平台的测试解决方案应该涵盖整个开发生命周期（图 1）。它还应该考虑水平工作功能和垂直工作任务（图2）。

图 1：测试平台必须涵盖从仿真到优化的整个电子产品开发生命周期。

图 2：测试平台必须同时包含水平工作功能和垂直工作任务。

为了同时支持水平工作功能和垂直工作任务，基于平台的测试架构需要一个开放、灵活和可扩展的新框架（图 3）。新框架的核心元素是高性能通信结构和易于使用的集成套件，允许在本土工具和商用工具之间快速“即插即用”。基础设施机制是简化平台参与者之间必要交易的连接结构。集成套件是一组规则和编程接口，用于将应用程序插件与结构连接起来。

图 3：基于平台的测试架构必须具有开放、灵活和可扩展的连接结构。

除了提供适当的连接外，该框架还必须促进用户之间的价值交换和共同创造。该框架应该吸引系统工程师、硬件工程师、实验室经理、测试计划人员和系统管理员来使用它并为技术和业务目的做出贡献。当该框架通过提供引人注目的价值联系来吸引用户时，它会将社区成员转变为使用本土解决方案无法实现的新功能和数据的生产者和消费者。

此外，框架成功的关键是通用数据模型和用户体验。通用数据模型允许生产者快速开发并将他们自己独特的知识产权 (IP) 插入到框架中。一旦 IP 连接到框架，消费者就可以部署解决方案和工作流。共同的用户体验提供了对平台及其管理的集中视图。

基于平台的设计和测试工作流愿景作为理想平台概念的一个例子，考虑一个规范驱动的工作流，它以实际产品规范开始和结束，将模拟与现实联系起来。规范和测试向量有助于自动化、测量、合规性和分析（图 4）。工程师将产品规格分解为需求，然后自动将测试类/向量转换为所有框架插件在整个开发生命周期中都能理解和共享的格式。

图 4：使用通用数据模型和用户体验连接设计和测试环境，支持创建规范驱动的工作流。

将测试类和向量自动转换为测试计划可推动模拟和实验室测试，消除耗时的手动过程，并为工程师在两种环境中执行测试的方式提供一致性。通常，他们在模拟中对测试设置进行建模，但要共享相同的测量科学来减少模拟中的方差以测试相关性并不容易。为了减少相关方差，工程师在仿真和测试中使用相同的激励和分析软件插件来激励和分析被测设备 (DUT)。一个通用的设计和测试平台提高了测试实验室与模拟结果的相关性，并且还从软件资产重用中获得了显着的好处。

在传统的孤立工作流程中，大量的模拟和测试数据驻留在一个必须手动排序的文件中，这既费时又容易出错。基于平台的工作流用相关数据标记所有结果，包括但不限于日期、产品版本、工作区、执行的测试、测试向量参数等。由于结果被标记，工程师可以知道哪个测试与数据以及它是如何完成的。

接下来，工程师可以使用通过/失败标准和汇总结果自动填充合规矩阵。为了进行更深入的分析，工程师可以单击一致性矩阵中的任何测试结果以打开波形查看器。然后，工程师可以针对同一测试的任何其他波形查看给定测试的波形，无论它是模拟数据还是测试数据，以进行比较并获得关键见解。

越来越多的工程师和他们的经理正在认识到基于平台的测试工作流程如何打破本土测试环境孤岛并促进软件重用。为了获得可加快上市时间并显着提高生产力的结果，测试专业人员需要一个基于开放、灵活和可扩展架构的新互操作性框架。关键框架特征包括高性能通信结构、易于使用的插件集成套件以及通用数据模型和用户体验。工程师和测试运营主管希望在专注于核心竞争力的同时最大限度地提高投资回报率，他们必须寻求一种基于平台的测试方法，该方法利用最好的本土和第三方 IP。

关于作者Scott Seiden 是KeysightTechnologies, Inc.的软件解决方案高级经理 。他在 EDA、半导体和网络行业为 Cadence、Xilinx 和 Cisco 等全球市场领导者工作了超过 25 年。在 Keysight，Scott 在 PathWave 软件解决方案团队工作，专注于加速客户的设计和测试工作流程。

审核编辑 黄昊宇