smarT – ein flexibles Testkonzept in der Fertigung von Multimedia Konsumerprodukten
Ausgangssituation und Aufgabenstellung
Neue Anforderungen an Testzeiten, Schnittstellen, Protokolle und größere Datenaufkommen im Bereich von Multimedia Konsumerprodukten, bewegen Firmen zu einem Generationswechsel der bestehenden Tester basierend auf VXI hin zu leistungsstarken Testsystemen. Die Firma Siemens Home and Office Communication Devices GmbH in Bocholt (heute Gigaset Communications GmbH) vollzog 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 aufgebaut wurde.
Umsetzung und Herausforderung
Grundidee des Systems ist die Integration verschiedener Hardwarekomponenten zu einem Hybridsystem mit einheitlichem Testkonzept. Zu den eingebundenen Komponenten zählen PXI-Messkarten, PXI-Digitalmultimeter, PXI-6259 M-DAQ, Switchkarten und Box Instrumente wie R&S SMIQ, TS-CSP oder Noffz Entwicklungen wie eine kundenspezifische Switchbox.
smarT erlaubt den Aufbau eines verteilten Testsystems aus Testrechner mit unterschiedlich konfigurierter und parallel aufgesetzter Messhardware. Bei einem solchen verteilten System arbeitet TestStand als Sequenzer auf einem Testrechner und kann mehrere Messrechner steuern. Im smarT-Aufbau bestehen die Messrechner aus PXI-Chassis, die über eigene Controller verfügen oder über eine PCI-PXI Bridge an Rechner angeschlossen sind. Auf ihnen laufen Softwarekomponenten, die die Instrumente initialisieren, verwalten und Zugriffs-Methoden zur Verfügung stellen. Über ein intelligent implementiertes Verfahren sind mehrere Testinstanzen zur optimalen Auslastung der Hardware in der Lage, sich die Messinstrumente zu teilen.
Die Messinstrumente werden über ein dreistufiges Softwarekonzept in die Testerumgebung eingebunden: Herstellerspezifische Instrumententreiber, offene Schnittstellen (RS232, GPIB) und DAQmx bilden dabei die unterste Schicht (Instrumenten bzw. Treiberabstrahierung).
Eine konfigurierbare und skalierbare Anbindungsschicht verwaltet den Zugriff auf die 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 Parameter wie Interface-Adressen werden über XML Dateien vorgenommen. So lassen sie sich leicht ändern und verteilen.
Das smarT-Sequenz-Modell ist im Wesentlichen ein Parallel-Modell. Um eine optimale Ausnutzung der Messgeräte und die maximale Testgeschwindigkeit zu erreichen, wurde im Rahmen der umfangreichen Softwareentwicklung ein Autoscheduler entwickelt, der anhand von Regeln und Prioritäten den Prüfablauf bestimmt. Die Kommunikation mit dem Prüfling wurde ebenfalls über die Anbindungsschicht realisiert.
Das ComControl steuert sowohl die Sockets und den Ablauf des Prozeßmodells, als auch die Kommunikation zwischen Operator-Interface und Prozeßmodell. Nachrichten können von den Sockets an das Operator-Interface gesendet oder Befehle vom Operator-Interface empfangen werden. Das Interface wurde speziell an die Bedürfnisse von Siemens bzw. Gigaset angepasst und beinhaltet die einfache Bedienung der smarT Test-Architektur, des generellen Ablaufs sowie des Parallelbetriebs.
Die Benutzerverwaltung ermöglicht den aktuellen Stand aller Testadapter (Sockets) einzusehen. Hierbei können Anweisungen vom Socket an den Benutzer gesendet oder von ihm empfangen werden. Ebenso kann eine Historienliste für jeden Socket angezeigt werden. Über einen Tipstrip werden Datum, Zeit und Fehlertext angezeigt. Die Paretodarstellung ermöglicht es, Probleme in der Charge oder am Testsystem zu detektieren.
Neue Anforderungen an Testzeiten, Schnittstellen, Protokolle und größere Datenaufkommen im Bereich von Multimedia Konsumerprodukten, bewegen Firmen zu einem Generationswechsel der bestehenden Tester basierend auf VXI hin zu leistungsstarken Testsystemen. Die Firma Siemens Home and Office Communication Devices GmbH in Bocholt (heute Gigaset Communications GmbH) vollzog 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 aufgebaut wurde.
Umsetzung und Herausforderung
Grundidee des Systems ist die Integration verschiedener Hardwarekomponenten zu einem Hybridsystem mit einheitlichem Testkonzept. Zu den eingebundenen Komponenten zählen PXI-Messkarten, PXI-Digitalmultimeter, PXI-6259 M-DAQ, Switchkarten und Box Instrumente wie R&S SMIQ, TS-CSP oder Noffz Entwicklungen wie eine kundenspezifische Switchbox.
smarT erlaubt den Aufbau eines verteilten Testsystems aus Testrechner mit unterschiedlich konfigurierter und parallel aufgesetzter Messhardware. Bei einem solchen verteilten System arbeitet TestStand als Sequenzer auf einem Testrechner und kann mehrere Messrechner steuern. Im smarT-Aufbau bestehen die Messrechner aus PXI-Chassis, die über eigene Controller verfügen oder über eine PCI-PXI Bridge an Rechner angeschlossen sind. Auf ihnen laufen Softwarekomponenten, die die Instrumente initialisieren, verwalten und Zugriffs-Methoden zur Verfügung stellen. Über ein intelligent implementiertes Verfahren sind mehrere Testinstanzen zur optimalen Auslastung der Hardware in der Lage, sich die Messinstrumente zu teilen.
Die Messinstrumente werden über ein dreistufiges Softwarekonzept in die Testerumgebung eingebunden: Herstellerspezifische Instrumententreiber, offene Schnittstellen (RS232, GPIB) und DAQmx bilden dabei die unterste Schicht (Instrumenten bzw. Treiberabstrahierung).
Eine konfigurierbare und skalierbare Anbindungsschicht verwaltet den Zugriff auf die 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 Parameter wie Interface-Adressen werden über XML Dateien vorgenommen. So lassen sie sich leicht ändern und verteilen.
Das smarT-Sequenz-Modell ist im Wesentlichen ein Parallel-Modell. Um eine optimale Ausnutzung der Messgeräte und die maximale Testgeschwindigkeit zu erreichen, wurde im Rahmen der umfangreichen Softwareentwicklung ein Autoscheduler entwickelt, der anhand von Regeln und Prioritäten den Prüfablauf bestimmt. Die Kommunikation mit dem Prüfling wurde ebenfalls über die Anbindungsschicht realisiert.
Das ComControl steuert sowohl die Sockets und den Ablauf des Prozeßmodells, als auch die Kommunikation zwischen Operator-Interface und Prozeßmodell. Nachrichten können von den Sockets an das Operator-Interface gesendet oder Befehle vom Operator-Interface empfangen werden. Das Interface wurde speziell an die Bedürfnisse von Siemens bzw. Gigaset angepasst und beinhaltet die einfache Bedienung der smarT Test-Architektur, des generellen Ablaufs sowie des Parallelbetriebs.
Die Benutzerverwaltung ermöglicht den aktuellen Stand aller Testadapter (Sockets) einzusehen. Hierbei können Anweisungen vom Socket an den Benutzer gesendet oder von ihm empfangen werden. Ebenso kann eine Historienliste für jeden Socket angezeigt werden. Über einen Tipstrip werden Datum, Zeit und Fehlertext angezeigt. Die Paretodarstellung ermöglicht es, Probleme in der Charge oder am Testsystem zu detektieren.
Der integrierte LimitLoader basiert auf einer objektorientiert,
aufgebauten SQL-Datenbank. Um Varianten nicht immer in neuen
Sequenzdateien verwalten zu müssen, können Projekteigenschaften, wie
Parameter, Limits, Sequenzdatei, Wechselsätze etc., von einem Projekt
zum anderen vererbt werden. So wird die Datenbank klein gehalten und nur
die notwendigen Änderungen müssen durchgeführt werden.
Das Unternehmen Communications GmbH verschickt viele Produkte in zahlreichen Varianten in diverse Länder, so müssen mehr als 1000 Varianten verwaltet werden. Die vollständige Integration der Tester in das Unternehmen wurde durch umfangreiches Reporting in Datenbanken sichergestellt, das sich der vorhandenen Strukturen bedient und nahtlos eingegliedert ist.
Cordless-Voice und Broadband-Produkte werden für unterschiedliche Frequenzbereiche produziert. Für den Kommunikationstest wird der aktuellen Variante eine entsprechende Basis mit Hilfe der Noffz Switch Box aufgeschaltet. In ihr befinden sich HF-Relais, die über ein kaskadierbares I/O-Interface (Noffz GPIO) angesteuert werden. Für das GPIO wurde eine Softwarekomponente in der Anbindungsschicht geschrieben, die das Setzen der I/O-Ports ermöglicht. Ein GPIO bestehend aus einem Master und mehreren Slaves und wird dabei als ein Instrument betrachtet.
Im Prüfablauf wird nach der Auswahl der Variante das GPIO akquiriert; die Anbindungsschicht weist der Prüfausführung den exklusiven Zugriff auf das GPIO zu. Diese kann nun die I/O-Ports so setzen, dass die erforderliche Basis über die HF-Relais zugeschaltet wird. Anschließend wird das GPIO wieder freigegeben.
Fazit und Ausblick
Es wurden bereits einige Produktanläufe erfolgreich mit dem smarT unterstützt. Die Skalierbarkeit und Flexibilität des Hard- und Softwarekonzeptes ermöglicht ein schnelles Umwandeln von In-Line-Funktionstestern und Reparatur-Arbeitsplätzen. Durch einfache Modifikation entsprechender TestStand-Sequenzen und Parameteranpassungen in der Zwischenschicht werden individuelle Systemkonfigurationen ermöglicht.
Eine Erweiterung des smarT-Testers zu einem Multi-Nutzen-Testsystem ist in Entwicklung und soll auch in der DECT-Telefon-Fertigung Verwendung finden. Hierbei können sämtliche Sequenzen, die für 2-fach oder 4-fach Nutzen entwickelt wurden, direkt verwendet werden.
Ein Roll-out von Flachbaugruppentestern, Analysetestern und Servicetestern basierend auf dem smarT PXI Konzept läuft erfolgreich und wird alle Produktionslinien abdecken.
Das Unternehmen Communications GmbH verschickt viele Produkte in zahlreichen Varianten in diverse Länder, so müssen mehr als 1000 Varianten verwaltet werden. Die vollständige Integration der Tester in das Unternehmen wurde durch umfangreiches Reporting in Datenbanken sichergestellt, das sich der vorhandenen Strukturen bedient und nahtlos eingegliedert ist.
Cordless-Voice und Broadband-Produkte werden für unterschiedliche Frequenzbereiche produziert. Für den Kommunikationstest wird der aktuellen Variante eine entsprechende Basis mit Hilfe der Noffz Switch Box aufgeschaltet. In ihr befinden sich HF-Relais, die über ein kaskadierbares I/O-Interface (Noffz GPIO) angesteuert werden. Für das GPIO wurde eine Softwarekomponente in der Anbindungsschicht geschrieben, die das Setzen der I/O-Ports ermöglicht. Ein GPIO bestehend aus einem Master und mehreren Slaves und wird dabei als ein Instrument betrachtet.
Im Prüfablauf wird nach der Auswahl der Variante das GPIO akquiriert; die Anbindungsschicht weist der Prüfausführung den exklusiven Zugriff auf das GPIO zu. Diese kann nun die I/O-Ports so setzen, dass die erforderliche Basis über die HF-Relais zugeschaltet wird. Anschließend wird das GPIO wieder freigegeben.
Fazit und Ausblick
Es wurden bereits einige Produktanläufe erfolgreich mit dem smarT unterstützt. Die Skalierbarkeit und Flexibilität des Hard- und Softwarekonzeptes ermöglicht ein schnelles Umwandeln von In-Line-Funktionstestern und Reparatur-Arbeitsplätzen. Durch einfache Modifikation entsprechender TestStand-Sequenzen und Parameteranpassungen in der Zwischenschicht werden individuelle Systemkonfigurationen ermöglicht.
Eine Erweiterung des smarT-Testers zu einem Multi-Nutzen-Testsystem ist in Entwicklung und soll auch in der DECT-Telefon-Fertigung Verwendung finden. Hierbei können sämtliche Sequenzen, die für 2-fach oder 4-fach Nutzen entwickelt wurden, direkt verwendet werden.
Ein Roll-out von Flachbaugruppentestern, Analysetestern und Servicetestern basierend auf dem smarT PXI Konzept läuft erfolgreich und wird alle Produktionslinien abdecken.