在開發功能測試系統時，對儀器、接口和軟件有很多選擇。良好的設計可使吞吐量最大、開發時間最短，也容易進一步升級。

最大吞吐量所涉及的問題比簡單的選擇快速儀器要多得多。最短開發時間超出選擇最新軟件的范圍。為了使所設計的系統能夠容納更多的儀器，開關和DUT可不必完全重新設計，這需要更多的大機箱。在設計中采用系統元件有助于解決這些問題。

系統元件包括系統現成儀器，業內標準軟件和業內標準I/O。系統現成儀器必須具有如下特性：

業內標準軟件是現成可用的，并可用在任何地方。標準軟件具有良好的支持網絡。特別是Microsoft的Visual Studio.NET固件。

業內標準I/O由接口組成，這些接口具有公開的性能指標，廣泛的接受性和普遍可用性。GPIB可達到目的正在快速地被Ethernet和USB替代。Fire Wire 仍然是一種有效的選擇。它們都被公認為IEEE標準。

為了說明系統元件基設計的過程，下面以測試低頻，中等引腳數，中等功率模件(這種模件通常用在汽車和航空/國防行業中)的設計為例加以說明。

設計

良好設計的第一步是設計一個既能滿足現在需要又能滿足將來護展的結構。為了有最大的靈活性，設計人員選擇外部PC，而不是嵌入式PC。把具有業內標準接口的模塊儀器和機架儀器進行混和。為了處理將來的需要，應留出20%的槽或富裕的機架空間用于較大的機架或附近的儀器。

為了避免把慢速開關放置在為高速儀器設計的卡機架中，應把開關放置在隔離的子系統。為了使導線長度和機架空間最小，把大量的互連放置在開關子系統的前部。為使開發時間最短，用帶儀器擴展和標準基驅動器的Visual Studio.NET 開發應用。

一旦做出高級結構決定，則工程技術人員注意力集中在適于專門DUT的詳細儀器要求，在本實例中，是在3個連接器上具有14引腳的一個電子調節模塊。根據測試性能指標，需要下列儀器：

根據這些要求，測試系統框圖示于圖1，包括機架安裝的任意波形/函數發生器和一個專門開關卡盒或開關盒。并且選擇4槽VXI機架，這包括數字化儀、16通道DAC和高速DMM。在PC后面機架上放置一個RS-232-C基CAN接口。在調試期間用帶面板的第2個DMM。

本系統具有4個GPIB儀器：電源、開關盒、示波器和DMM。增加一個USB/GPIB轉換器。所以，對于GPIB接口不需要PC槽。選擇Fire Wire來控制VXI儀器，這是因為它是快速的行業標準接口。

用交叉纜線連接任意波形/函數發生器到PC的LAN。增加一個接口或路由器，可使系統處理更多LAN基儀器。LAN為利用儀器內置服務器進行遠程觀察和編輯配置信息提供了機會。

有效地連接儀器

下一步是確定物理連接元件的最好方法，這種連接方法應能滿足進一步擴展的要求。圖2示出整個的開關子系統。

用短陣方法，工程技術人員可以連接任何儀器到任意DUT引腳，并容易增加儀器。除CAN總線外，到DUT的所有連接都是開關轉換，這使得引腳間測量連接成為可能。

在這樣復雜的裝置中，地環路、寄生電流通路、短路、開路、信號損失和雜散電容是共同的問題。用下面的辦法可解決這些問題。

任何測試工程技術人員應仔細考慮到DUT的大量互連或夾具系統。

對于小的DUT，采用簡單的夾引線就足夠了。但基于下列原因，增加一個接口板是合適的。第1，接口板為安裝接口元件(如終端單元，保險絲和系統與DUT之間用戶電子裝置)提供一個物理配置。可以安裝這些元件到接口結構或結構的架上。沒有大量的互連，希望在另外地方放置這些元件。第2，用終端單元，在DUT改變時可容易地修改連線并在調試期間得到合適的測試連接。第3，用同一系統為不同的DUT提供一種快速和堅固改變連接的手段。

開關轉換結構

對于給定的測試，必須在同一時間加上最大數量的測量或激勵源，這決定最好的開關轉換結構。選擇4線總線，因為它允許用DMMC對DUT進行4線阻抗測量。

路由2個矩陣點，POT1和POT2地(圖2)到DUT的同一引腳，其阻抗測量是非常精確的，因為遠程測量位置是在DUT中。若不用2線，較低精度的4線歐姆測量仍然在繼電器矩陣中是可能的。

很少必須有多于2個隔離儀器或4個單端儀器同時有效，因為電子模塊通常包含一個時間執行一個功能的內置測試程序。然而，可增加第5條總線做為單端裝置(如示波器或浮置裝置的公共基準)。為此，可選5線測量總線。

在用矩陣時，可連接多信號源到同一引腳。重要的是這些信號源在一起不要意外短路。應小心地編寫開關轉換程序以消除短路的可能性或當斷路發生時提供報警。

在用示波器時需要特別小心。示波器做為以地為基準的裝置，需要連接星地到機殼。通過繼電器處理此任務(見圖2中的1a/1b)。

另外，示波器不能測量分檔驅動，因為它是浮置H橋電路。它可測量相對于地的Mot+或Mot—，但不能測量MOT+到Mot—，所以，系統需要一個隔離的數字化儀。

盡管圖2的測試系統適于16個通道，但圖2只示出一個DAC通道連接到矩陣。一般情況是控制到總互連的所有DAC線，這樣可以把它們連接到夾具中的不同DUT引腳。

這種方法不能靈活地編程連接DAC到任意引腳。若需要更多同時發生的DAC信號，而且希望永久地分配它們到DUT引腳，則可把同時發生的DAC信號饋入擴展矩陣。

利用驅動器

把很多的接口結合在一起會引起編程問題。運用帶專門儀器庫的Visual Studio.NET，控制程序可以容易地與各種類型的儀器進行通信。在VS.NET下運行的幾種驅動器是現成的。

特別是，IVI(可互換虛擬儀器)開發集團開發的IVI-COM，這是基于Microsoft的Component Object Model (COM)標準基礎上的。也需要由VXIp1ug & Play Systems Alliance 確定的控制器獨立軟件模塊，這包括VXIplug&Play驅動器和VISA(Virtual Instrnment Software Architectrre)I/O庫。用這些驅動器，工程師可以用高度獨立的硬件來組成應用。

另外把VXIplug＆Play 和具有Microsoft的IntelliSense功能結合起來，在VS.NET環境下可容易做出最佳命令來獲得符合所需速度、精度和靈敏度的最佳配置。運用IntelliSense，用戶可寫入儀器的符號名稱(如MyHp34401)和小數點；然后，菜單呈現所有有用的儀器功能和描述。若功能需要任意參量，則這些參量可與其數據類型一起呈現。

在設計和開發環境，工程師要用圖形和文字基語言開發測試。在制造中，標準是測試執行的依據，工程師可用圖形和文字混合語言編寫預寫程序。具體實例是用Visual Basic 和Visual C++、VS.NET為測試和GUI開發提供廣泛的支持環境。

結語

設計一個功能測試系統需要預先計劃系統的靈活性、擴展性和速度。系統已有儀器、行業標準軟件和行業標準I/O可把此過程連接成一個整體。