中心議題：

• 探討優化測試係統中的矩陣開關使用方法

解決方案：

• 采用BRIC模塊的矩陣開關通
• 對BRIC模塊的應用，部分進行擴展

隨sui著zhe測ce試shi係xi統tong中zhong接jie入ru點dian越yue來lai越yue複fu雜za，在zai測ce試shi係xi統tong中zhong如ru何he對dui測ce試shi點dian進jin行xing適shi當dang的de排pai列lie以yi降jiang低di測ce試shi係xi統tong中zhong的de開kai關guan成cheng本ben。本ben文wen即ji介jie紹shao了le在zai測ce試shi係xi統tong中zhong如ru何he使shi用yong矩ju陣zhen開kai關guan才cai能neng達da到dao最zui佳jia的de成cheng本ben效xiao益yi。原文作者為Pickering Interfaces公司的工程師David Owen
，由與非網技術編輯王婷
、張國強翻譯整理，如需轉載請注明出處。

對於任何測試係統來說，開關係統都是至關重要的一部分。它可以將待測單元（DUT）的de接jie入ru點dian和he各ge種zhong不bu同tong的de資zi源yuan進jin行xing連lian接jie，並bing且qie對dui設she備bei進jin行xing測ce試shi，從cong而er核he實shi設she備bei中zhong的de這zhe部bu分fen功gong能neng的de效xiao用yong。開kai關guan可ke以yi給gei很hen多duo種zhong信xin號hao提ti供gong接jie口kou連lian接jie
，但dan是shi一yi些xie看kan似si簡jian單dan的de測ce試shi要yao求qiu需xu要yao很hen多duo開kai關guan才cai能neng滿man足zu應ying用yong需xu求qiu。在zai測ce試shi應ying用yong中zhong，很hen少shao會hui要yao求qiu對dui大da量liang的de射she頻pin和he微wei波bo信xin號hao，或huo者zhe大da功gong率lv信xin號hao進jin行xing測ce試shi的de。最zui複fu雜za的de開kai關guan問wen題ti通tong常chang涉she及ji到dao“簡單的”xianchangbujian，dianya，dianliu，duanluhuokailu，yijitongguodaliangshurushujuduizhengzaijinxingceshideshebeijinxingkongzhizhexiefangmian。ceshibenshenbingbufuza
，ershiceshihejierudiandeshuliangyinqifuzadeceshiwenti。

youhenduofangfakeyijiejuezhegewenti。shouxian，zuijiandandefangfajiushirenweimeiyigejierudiandouxuyaojinxingqudonghuoceliang，ranhougeimeiyigejierudianlianjieyigekaiguan
，jiangshurudianxinhaochuandigeixitongzhongbutongdeceshishebei。raner，henkuaidejiuhuikanchulai，zhezhongchuandideyaoqiuxuyaohenduobutongdekaiguanlaimanzumeigejierudian。

weileshuomingwenti

，womenjiashedaiceqijianshifangdaqiheyonglaijiangkongzhixinhaofasonggeizhinengtianxianxitongdekaiguanxitong。zhegedaicexitongkenengbaokuoshuangwentaiweibokaiguan，fangdaqi，kekongyixiangqiheyuxitongqitabujianjinxingtongxundexinhaoshurushuchushebei。erceshixitongkenengbaokuoduiceshimubiaotigongewaijierudiandetanzhen（飛針或a bed of nails）。

測ce試shi係xi統tong的de主zhu要yao任ren務wu就jiu是shi保bao證zheng係xi統tong中zhong單dan獨du的de部bu件jian正zheng確que的de安an裝zhuang在zai一yi起qi。係xi統tong中zhong的de主zhu要yao構gou成cheng部bu件jian需xu要yao在zai製zhi造zao的de開kai始shi階jie段duan進jin行xing測ce試shi，這zhe種zhong測ce試shi在zai現xian場chang或huo供gong應ying商shang的de工gong廠chang進jin行xing。測ce試shi裝zhuang置zhi需xu要yao一yi個ge或huo多duo個ge數shu字zi萬wan用yong表biao（DMM），數字輸入輸出信號源，可能還需要一些簡單的信號源和檢查通道連續性的測量裝置等。

為了減小測試係統的規模和成本


，可以在PXI的機箱上進行測試。

caiyongduolufuyongqiduishuangwentaiweibokaiguanjinxingceshi，shiyizhongbijiaojiandandefangfa。liyonglingyigeduolufuyongqikeyicaiyongneizhiduhuixianduimeigekaiguandezhuangtaijinxingjiance，neizhiduhuixiankenengshiyigeyikaiguanleixingcunzaidekebiandianzuqihuoshuzishuchu。hekaiguanxianglianxideweiboxianquankeyitongguozaixuandingdetongdaoshangjiarulianxuxinghuoxinhaoceshilaijinxingjiance。ceshishuomingshuzhongkeyitichuzheyangdeyaoqiu，jiushicaiyongDMMshangdelianxuxinggongnengjinxingyixiangceshi
，zhexiangceshidezuoyongjiushiyonglaibaozhengrenheyigeweiboxianquanqudongqidoumeiyouheqitabujianfashengduanlu。jierutongdaokeyiyouyixiliexitongzhongdea bed of nails測試點或測試接入點來提供。

需(xu)要(yao)更(geng)多(duo)的(de)多(duo)路(lu)複(fu)用(yong)器(qi)來(lai)驅(qu)動(dong)其(qi)它(ta)的(de)輸(shu)入(ru)輸(shu)出(chu)功(gong)能(neng)
，對(dui)移(yi)相(xiang)器(qi)進(jin)行(xing)連(lian)續(xu)控(kong)製(zhi)，以(yi)及(ji)在(zai)此(ci)進(jin)行(xing)測(ce)試(shi)以(yi)保(bao)證(zheng)隻(zhi)有(you)尋(xun)址(zhi)移(yi)相(xiang)器(qi)的(de)狀(zhuang)態(tai)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua)。

當(dang)測(ce)試(shi)方(fang)案(an)中(zhong)需(xu)要(yao)解(jie)決(jue)的(de)問(wen)題(ti)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)的(de)時(shi)候(hou)，測(ce)試(shi)係(xi)統(tong)就(jiu)會(hui)變(bian)得(de)越(yue)來(lai)越(yue)複(fu)雜(za)了(le)，而(er)且(qie)可(ke)能(neng)會(hui)測(ce)試(shi)在(zai)結(jie)果(guo)出(chu)現(xian)一(yi)些(xie)不(bu)可(ke)預(yu)知(zhi)的(de)錯(cuo)誤(wu)。當(dang)需(xu)要(yao)處(chu)理(li)的(de)測(ce)試(shi)件(jian)的(de)數(shu)量(liang)較(jiao)小(xiao)的(de)時(shi)候(hou)，基(ji)於(yu)分(fen)離(li)式(shi)的(de)多(duo)路(lu)複(fu)用(yong)器(qi)的(de)開(kai)關(guan)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)會(hui)是(shi)一(yi)個(ge)不(bu)錯(cuo)的(de)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)。當(dang)測(ce)試(shi)需(xu)求(qiu)進(jin)一(yi)步(bu)擴(kuo)展(zhan)後(hou)，那(na)麼(me)這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)就(jiu)會(hui)變(bian)得(de)不(bu)適(shi)用(yong)了(le)
，因(yin)此(ci)隨(sui)著(zhe)多(duo)路(lu)複(fu)用(yong)器(qi)或(huo)開(kai)關(guan)模(mo)塊(kuai)數(shu)量(liang)的(de)增(zeng)加(jia)，新(xin)的(de)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)則(ze)需(xu)要(yao)占(zhan)用(yong)PXI機箱上更多的空間。

低效的矩陣測試方法 圖中是一個12*8的矩陣開關。這個矩陣開關是由96個繼電器將8條Y向線路和12條X向線路連接在一起的。在每個交叉點上都有一個繼電器，這個繼電器是將橫向X軸和縱向Y軸連接在一起
，或將兩者分開的。
[page]
實現開關切換的一個比較通用的方法就是采用交叉點開關或矩陣排列來實現。在矩陣開關中，一係列的橫向（X軸方向）和縱向（Y軸方向）線(xian)路(lu)在(zai)每(mei)個(ge)交(jiao)叉(cha)點(dian)上(shang)相(xiang)互(hu)連(lian)接(jie)著(zhe)。開(kai)關(guan)最(zui)簡(jian)單(dan)的(de)結(jie)構(gou)是(shi)
，在(zai)通(tong)常(chang)的(de)狀(zhuang)態(tai)下(xia)是(shi)常(chang)開(kai)的(de)，而(er)在(zai)上(shang)電(dian)後(hou)則(ze)斷(duan)開(kai)連(lian)接(jie)，形(xing)成(cheng)閉(bi)合(he)狀(zhuang)態(tai)，但(dan)是(shi)，也(ye)可(ke)能(neng)存(cun)在(zai)其(qi)他(ta)的(de)結(jie)構(gou)。開(kai)關(guan)允(yun)許(xu)矩(ju)陣(zhen)中(zhong)任(ren)何(he)橫(heng)向(xiang)線(xian)路(lu)與(yu)縱(zong)向(xiang)線(xian)路(lu)在(zai)任(ren)意(yi)點(dian)的(de)連(lian)接(jie)。

應用矩陣排列比較簡單的方法就是，將待測件的接入點安排在一個方向上（如X向）
，將測試裝置安排在另一個方向上（如Y向），這樣的話每個接入點都可以和測試裝置進行連接。在縱向Y向上的線路數量和橫向X向(xiang)上(shang)的(de)線(xian)路(lu)數(shu)量(liang)沒(mei)有(you)什(shen)麼(me)限(xian)製(zhi)
，因(yin)此(ci)
，如(ru)果(guo)將(jiang)大(da)量(liang)開(kai)關(guan)閉(bi)合(he)的(de)話(hua)就(jiu)會(hui)使(shi)測(ce)試(shi)裝(zhuang)置(zhi)負(fu)載(zai)過(guo)重(zhong)。這(zhe)個(ge)方(fang)法(fa)也(ye)存(cun)在(zai)問(wen)題(ti)，這(zhe)個(ge)問(wen)題(ti)就(jiu)是(shi)如(ru)果(guo)測(ce)試(shi)中(zhong)需(xu)要(yao)的(de)連(lian)接(jie)數(shu)量(liang)太(tai)大(da)的(de)話(hua)，就(jiu)會(hui)需(xu)要(yao)一(yi)個(ge)很(hen)大(da)的(de)矩(ju)陣(zhen)來(lai)完(wan)成(cheng)測(ce)試(shi)任(ren)務(wu)。當(dang)然(ran)，如(ru)果(guo)每(mei)個(ge)測(ce)試(shi)都(dou)需(xu)要(yao)利(li)用(yong)到(dao)測(ce)試(shi)裝(zhuang)置(zhi)中(zhong)大(da)部(bu)分(fen)或(huo)者(zhe)是(shi)所(suo)有(you)的(de)配(pei)置(zhi)的(de)話(hua)
，那(na)麼(me)矩(ju)陣(zhen)排(pai)列(lie)是(shi)一(yi)種(zhong)很(hen)理(li)想(xiang)的(de)技(ji)術(shu)。但(dan)是(shi)在(zai)很(hen)多(duo)情(qing)況(kuang)下(xia)，當(dang)一(yi)個(ge)測(ce)試(shi)項(xiang)目(mu)正(zheng)在(zai)進(jin)行(xing)的(de)時(shi)候(hou)，這(zhe)個(ge)測(ce)試(shi)係(xi)統(tong)中(zhong)的(de)其(qi)他(ta)功(gong)能(neng)都(dou)是(shi)不(bu)起(qi)作(zuo)用(yong)的(de)，換(huan)句(ju)話(hua)說(shuo)就(jiu)是(shi)
，當(dang)一(yi)個(ge)測(ce)試(shi)進(jin)行(xing)的(de)時(shi)候(hou)
，矩(ju)陣(zhen)中(zhong)大(da)部(bu)分(fen)都(dou)是(shi)多(duo)餘(yu)的(de)。如(ru)果(guo)需(xu)要(yao)進(jin)行(xing)測(ce)試(shi)的(de)設(she)備(bei)有(you)30個接入點，而測試係統中有300個接入點的話
，那麼這個矩陣就需要9000個繼電器。

更有效的利用矩陣

可以選擇另一種方式對矩陣進行配置，這種方式可以得到更為高效，並且Pickering公司的BRIC也非常適用在這種方式中。前麵提到的矩陣構成方式是，將測試裝置和Y向進行連接，將待測設備的接入點和X向進行連接

，下麵我們采用另一種方式重新對矩陣進行排列
，將所有的測試裝置以及待測設備的接入點都和X軸向進行連接。而Y軸則是將X軸方向上的不同設備進行相互連接。盡管在許多應用中
，如果PXI的前麵板上有需要的話


，Y軸是可用的，但是Y軸的輸出並沒有用到。

Y軸上需要連接的數量不再取決於測試裝置需要的連接，而是取決於進行一項測試所需要的最大的連接數量。這樣的話，矩陣的Y向的需求量就會比較小了。這樣就能是矩陣的利用更為有效並且降低它的成本。在大多數係統中，對於任何一項測試僅需要8條Y向線路就可以完成所有的測量及相應的驅動。 圖中的矩陣將測試裝置和待測設備接入點都放在了X軸方向上。這個簡單的例子包含了19個測試軸向點
，但是，測試裝置接入點和待測設備接入點的分界能夠很容易地改變。

就拿前麵提到的那個例子來說，采用這種矩陣排列方式隻需要330個測試點（300個待測設備接入點和30個測試裝置接入點）以及8條Y向連接線即可，一共需要2640個繼電器，僅為上麵提到的那種排列方法需要300乘30個點的繼電器數量的30%。這樣就可以在開關係統中節省了很大的開支。
[page]
此外，如何由於待測設備接入點的增加而需要對測試係統進行擴展的話
，隻需要增加X軸(zhou)上(shang)的(de)點(dian)數(shu)即(ji)可(ke)，這(zhe)樣(yang)繼(ji)電(dian)器(qi)數(shu)量(liang)的(de)增(zeng)加(jia)就(jiu)是(shi)比(bi)例(li)的(de)增(zeng)加(jia)而(er)不(bu)是(shi)幾(ji)何(he)的(de)增(zeng)加(jia)。同(tong)樣(yang)的(de)
，如(ru)果(guo)測(ce)試(shi)裝(zhuang)置(zhi)接(jie)入(ru)點(dian)的(de)數(shu)量(liang)增(zeng)加(jia)的(de)話(hua)，同(tong)樣(yang)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)增(zeng)加(jia)測(ce)試(shi)裝(zhuang)置(zhi)在(zai)X軸上的數量即可。整個矩陣尺寸的增加隻表現在一個方向上的增加
，這就避免了繼電器數量的幾何方式的增加。

Pickering Interfaces公司的BRIC在上麵提到的這些情況下都是可以應用的。假如BRIC在zai購gou買mai的de時shi候hou並bing沒mei有you配pei置zhi子zi板ban卡ka的de最zui大da數shu量liang，如ru果guo需xu要yao對dui這zhe個ge模mo塊kuai進jin一yi步bu擴kuo展zhan的de話hua，隻zhi需xu要yao購gou買mai並bing安an裝zhuang更geng多duo的de板ban卡ka即ji可ke。假jia如ru新xin的de測ce試shi要yao求qiu所suo需xu要yaoY向連接的數量（測試時需要同時作用的連接）並不需要繼續擴展，那麼BRICmokuaizhixujinxingxiangyingdegaibianjiukeyishiyingxindeceshiyaoqiu，erbuxuyaotihuanzhenggemokuai。zhezhonglinghuoxingyezengjialexiangtongdemokuaizaiyihoudeceshixitongzhongdeyingyongjihui，zheduiyuchanpinshiyongshoumingxiangduijiaoduandegongchanghuogongchenglingyuyouzhehenzhongyaodexianshiyiyi。

總結

采用BRIC模塊的矩陣開關通過以下方式得到更為有效的應用：

    將X軸上的一部分分配給測試裝置接入點
    減少係統需要的繼電器數量
    減少成本
    BRIC模塊的應用，使測試係統複雜的擴展不需要重新設計係統，購買新的模塊就可以實現
    可以在購買後對BRIC模塊部分進行擴展
    提高模塊的重複利用性
    避免昂貴的模塊更新費用