挑战:
基于VERSAmodule欧洲标准总线（VME总线）的测试设备通常被用于潜艇系统中，验证其子组件模块是否处于可随时投入使用(ready for issue ,RFI)的状态需要使用大型、复杂和实验室环境中的检测设备，并且要求所有的子组件模块在统一的中心位置进行测试。

解决方案:
使用紧凑小巧的NI PXI模块化仪器、LabVIEW软件和NI TestStand来开发与VME总线测试设备具有相同军用测试功能的测试系统，同时大幅减少尺寸，降低复杂性和成本，使海军能够将测试系统部署在战略位置，并降低整体维护成本和潜艇舰队的物流成本。

Orbis Inc. (Orbis)是一家拥有130名员工的小型企业，总部设在南卡罗来纳州的查尔斯顿。其核心业务是为美国国防部(DoD）提供工程和项目管理服务。Orbis还致力于开展前沿的研发项目，重点开发创新型自动化测试系统(ATS)。

满足军事需求
关键作战系统和支持套件中的许多系统采用基于VME的技术。这些系统的维修和故障排除涉及子组件模块与RFI备件之间的互换。系统故障排除过程使用的任何模块必须在重新测试和验证后才可以返回RFI状态，并作为备件保存。由于传统系统的所有测试均在一个中心位置上进行，总拥有成本便会增加。除了运输模块的成本之外，另一个主要的成本来自于保持足够的备件库存以替换正在测试和运输过程中的组件。

基于在自动化测试和为美国国防部编写功能测试代码的经验，海军找到Orbis来帮助他们开发一个紧凑灵活且可满足或超过现有测试系统功能的原型测试系统。我们成功搭建了原型来证明新系统不仅可以利用现代化测试设备和方法，且在无需牺牲功能的前提下成本仅为当前测试系统的一小部分。

 

从NI PXI模块化仪器中寻找解决方案
通过使用独立运行的仪器和模块化仪器对各种解决方案进行比较，我们决定采用PXI模块化仪器平台，因为我们需要一个紧凑灵活的测试系统。接着，我们对供应商进行分析后，选择了NI作为PXI设备的唯一供应商，因为该公司是PXI领域的领导者，NI提供了广泛的PXI模块，符合我们测试系统的需求和技术要求，该公司还提供了“即插即用”的环境。PXI平台为我们的开发提供了一个良好的开端，因为NI模块保证所有设备能够与LabVIEW通信，而无需创建自定义设备驱动程序。
我们使用两个NI PXI-2531模块来创建一个8×128个交叉点开关矩阵，以将PXI测量模块上的所有点连接至大规模互连接口测试适配器(ITA)。通过这个开关矩阵，我们为连接到ITA的待测设备(UUT) 实现全功能测试配置了所需的所有连接。此外，我们还将VME接口集成到测试系统，并将其连接至ITA，从而为每个UUT提供了全面的VME总线测试。

 

集成NI PXI和LabVIEW、NI TestStand
我们主要在LabVIEW和NI TestStand中编写测试系统的测试程序集。由于无需编写自定义驱动程序，NI软件极大简化了软硬件系统的集成。启动程序后，LabVIEW会调用每个PXI模块、进行自检操作、检查校准日期是否有效，然后再进行功能测试。每个测试在 LabVIEW中编写，在NI TestStand中调用执行。测试执行结束时，便会根据所采集的测试数据生成一份易读且可导出的XML格式报告。

 

NI技术一览
我们的应用通过NI PXI-8108嵌入式控制器来实现管理任务，通过NI PXI-6653和NI PXI-6651模块来控制定时和同步。对于连接、周期内计算和通信，我们采用NI PXI-7813R来实现数据融合、NI PXI-7853R模块实现过程连接和信号处理以及NI PXI-7854R模块实现信号后处理。

为了开发当前的稳定系统，我们使用NI LabVIEW 2010软件、LabVIEW FPGA模块以及LabVIEW Real-Time模块。开发过程很大程度取决于LabVIEW培训和NI批量许可证协议。
 

改变对Compact ATS的看法
Orbis将基于PXI的测试系统与自定义ITA和VME接口结合起来，设计和构建了名为Compact Tester的原型测试系统。Compact Tester以12立方英尺的18槽PXI机箱测试系统替代了84立方英尺的测试系统。与之前的测试系统相比，成本降低了3倍，占地面积减少了15倍，重量减轻了25倍，这种差别是非常显著的。此外，使用工业标准的PXI硬件和LabVIEW软件，我们还能够减少日常的运行和维护成本。

除了实现所有为Compact Tester设定的目标之外，基于PXI的系统还具有其他优势。由于尺寸和大规模互连的减少，因此完成每个测试所需的电缆数量大幅减少。而电缆的减少反过来可使我们能够采集到更真实的信号，大大提高每次测量的准确性。

借助LabVIEW、NI TestStand和NI PXI模块化仪器，Orbis快速开发了Compact Tester的原型并向海军进行演示。海军对新系统所提供的测试功能、潜在的成本节约、信号噪声降低以及 RFI备件返库时间减少等优势啧啧称赞。