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具網路連線功能的示波器及測試儀器
 

【作者: David Long】   2000年03月01日 星期三

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資訊時代(Information Age)的來臨急遽地改變了工程師的工作方式,連帶地工程師使用的工具也有所不同,因為設計工具中最常使用的測試儀器已逐漸被電腦所取代。測試儀器本身也有一些轉變,現在大多數的儀器都因為含有微處理器而變得更聰明,能提供使用者更多的協助,而且能更有效率地與工程師的個人電腦或工作站協力運作。


解決文件製作的耗時問題

現今許多公司都把重心放在提高工作效率和縮短產品上市時間上,因此常會要求工程師必須在更短的時間內完成更多的工作。但有一件事卻不斷耗費工程師愈來愈多的時間--文件製作(Documentation)。一份好的文件是工程師與客戶、廠商、同事和經理解釋問題並提出解決方案的關鍵,但也因為文件製作非常耗時,並且常是解決問題與開發新產品的阻礙,使得文件製作也成為工程師最討厭的工作之一。


在產生文件製作所需的資料的過程中,測試設備經常扮演了重要的角色。然而,由於工程師現在多將大部分的時間花在電腦上,反而疏於操作測試設備,使得要成為使用測試設備的專家變得更不可能。因此,對工程師而言,設定測試設備是既挫折又耗時的事。另一方面,一旦工程師最後解決了某一個難題,那麼測試設備的設定值和相關的測試資料就變成很有價值的智慧財產了。但非常遺憾的是,為了文件製作(和溝通)的目的,從測試設備中取出這些有價值的資訊,經常是一大挑戰。


示波器的例子

示波器是最常用到的測試設備之一,此刻也恰好可以做為一個最佳的例子。從示波器產生的資料有許多的型式,包括波形顯示圖、波形上的資料值、自動量測的結果、以及示波器的設定值。這些波形與量測資料很明顯地具有記錄下來的價值,而其設定值也很重要,因為日後也許會有機會在某種情況下,需要複製相同的量測設定。在花下一段時間終於找出如何設定示波器,以執行某種特定的量測後,工程師絕不希望下次要產生相同的量測環境時,又要辛苦地從頭來過。將設定值與產生的資料結合在一起,能成為工程師證明其工作精確度最有力的證據。


解決一個問題後,工程師接下來的挑戰是,如何自示波器中取出這些有價值的資料,以輸出到印表機或電腦中使用、分享或歸檔儲存。許多示波器可提供並列埠(Parallel Printing Port),但這種列印方式常常需要到處去找所需的印表耗材,而且在使用印表機並列埠之前,工程師得先找到一台印表機,將它連接至電腦,做適當的設定,然後可能還要尋找其它的印表資源,例如印表紙。


傳統上,搬動這些電子資料是透過RS-232或GPIB(IEEE-488)來進行的。然而,這些方法需要將各自的軟體、硬體或二者,同時安裝在工程師的電腦上。時下許多示波器內建有軟碟機,可讓使用者利用1.44 MB的磁碟片,將資料從示波器移到他們的電腦中。雖然這個方法不需要任何程式編輯的動作或是特別的硬體,但如果有許多資料要搬動,速度可能會很慢而且比較麻煩。


利用區域網路特性

現在有一種愈來愈盛行的方法可以輕易地解決這個資料存取的問題。愈來愈多的製造商傾向將區域網路(LAN)的連接埠設計到設備中,包括示波器裡。對工程師來說,區域網路很容易存取測試設備中的資料,而不必在他們的電腦中設計或安裝任何特別的軟體或硬體。


利用LAN作連通的能力,可以充分利用現有的架構,因為多數商用電腦皆已安裝LAN連接埠,且電腦的作業系統能完全支援LAN。與其要求工程師訂製他們的電腦或工作站以便與測試儀器溝通,還不如讓儀器廠商訂製其測試設備,以便能以更簡單的方式與標準的電腦搭配使用。LAN埠也提供其它的優點,雖然目前大部份現有LAN的傳輸速率與標準的GPIB傳輸速率近似,但不久之後,LAN的速度將會急遽地加快。LAN在長距離的資料分享上也更加理想。


儀器上的LAN埠能夠透過若干方法來簡化文件的產生方式,而節省工程師寶貴的時間,這其中最大的問題是在列印上。以示波器為例,工程師在解決問題的同時,通常需要印出波形。一般最快且解析度最佳的印表機都連在LAN上,而更重要的是,網路印表機是最有可能好好維護,而且各種耗材一應俱全的。如果儀器上具有LAN埠,使用者便能使用任何區域網路上的印表機,並節省使用獨立的印表機時,經常需要到處尋找所需之印表耗材的麻煩。如果測量結果要與廠商或者客戶分享,能夠使用一台高品質的網路印表機是很重要的事。在說明一個問題或者解釋一個解決方案時,能夠將波形以清楚而高品質的方式列印出來,對協助工程師證明某個觀點非常重要。


由於這個方法必須有適當的印表機驅動軟體,使得讓儀器直接連上網路印表機的優勢被大打折扣。幸虧測試儀器廠商發展出另一個新的趨勢,那就是讓儀器架構在標準的電腦和作業系統上。例如,如果儀器以微軟的Windows 95為作業系統,儀器的使用者便可以列印到任何具有Windows 95驅動程式的印表機,不必再受限於儀器製造商特別為幾款印表機而寫的驅動程式,而可以使用幾乎所有的LAN印表機。


磁碟機映射技術

儘管在某些情形下,從示波器直接列印圖片足以提供充分的文件資料,但更多的情況是,資料需要做進一步的解釋或者選擇其它的格式。例如,工程師可能想要在報告或文件中,插入一張從示波器螢幕上擷取下來的畫面。現今的示波器通常能夠產生標準的檔案格式,以方便輸入標準報告、文書處理器或試算表程式中。利用一種稱為磁碟機映射(Disk Drive Mapping)的技術,LAN可以更快速、簡單地將資料從儀器轉移到個人電腦或工作站中。


主要的電腦作業系統都有支援磁碟機映射技術,它可將網路上一台電腦的磁碟機對應到使用者在網路上的另一台電腦中,就好像是使用本地磁碟機一樣。例如,工程師可以把遠端電腦(也許是他們的桌上型電腦)的硬碟機,映射成示波器上的一個本地磁碟機。他們可以將桌上型電腦的C磁碟機映射到儀器上,讓儀器看起來好像有一個本地的D磁碟機。每當工程師由示波器儲存檔案,資料便可透過LAN寫入桌上型電腦的C磁碟機中。一旦工程師想要使用這些檔案時,電腦硬碟中早已準備妥當了。


另一方面,硬碟機也開始被放入某些示波器中,如此一來,工程師在實驗室中工作時,便能將資料存入示波器的硬碟中。等他們回到自己的座位時,再把示波器的硬碟映射到桌上的個人電腦,當作是個人電腦的一個本地磁碟機--也許是S磁碟機(S表示Scope),然後再把想要的資料由示波器硬碟複製到電腦中。磁碟機映射的技術可讓工程師使用電腦作業系統支援的標準資料傳輸技術,而不需要學習任何新的方法,也不需要安裝其它特別的軟體。舉例來說,在MS-DOS中,從示波器硬碟(S:)將螢幕畫面檔案SCREEN.PCX傳送到工程師電腦硬碟(C:)的指令為:


COPY S:\SCREEN.PCX C:\SCREEN.PCX


當然,如果電腦的作業系統能夠支援如Windows 95 Explorer的圖形拖放(Drag and Drop)檔案移動操作方式的話,也一樣可行。


使用LAN與磁碟機映射的技術也可以簡化使用者之間的資源分享。舉例來說,也許有一些標準的示波器設定是設計小組經常會使用到的,在此情況下,即可在完成設定後,將它放在示波器的硬碟或網路電腦中,每當小組成員需要其中一個設定時,便可以很簡單地將含有設定檔案的分享磁碟機硬射到示波器上,直接將合適的設定複製到儀器中。透過適當的企業網路,即使小組成員分散在不同的工作地點,也可以應用這項技術,這正是許多公司愈來愈普遍採行的組織架構。


結語

今天,一些示波器中已可透過LAN輕易地存取資料,然而,輕易地存取資料只是個開端而已。其它的儀器,如邏輯分析儀,早在幾年前便有LAN介面,除了很容易存取資料外,還可提供使用者在其它網路電腦螢幕上,觀看網路邏輯分析儀的顯示幕,甚至可以透過LAN做遠端操作。


不過,LAN介面對比較基礎的測試儀器而言還算相當新鮮,測試儀器廠商還在嘗試各種方法來提供網路連線功能,使儀器更加好用。就網路和Internet風靡全球和普及的程度來看,測試儀器廠商一定會尋找各種方法,充分利用現有的龐大網路架構,讓測試儀器更容易使用,為客戶提供更多的價值。


隨著要求工程師更有效率,以及針對他們的工作提出更多、更好的文件的期望愈來愈高,更容易從測試儀器中存取資料的需求也會激增。很明顯地,LAN連接能力可簡化測試資料的存取、使用和分享,儀器上的LAN埠也為增加其它好用特性的可能性,廣開一扇大門。LAN也許不是儀器上唯一必備的輸出入埠,但從各方面來看,LAN注定會成為未來許多儀器的標準配備。(本文作者目前任職Agilent電子量測工廠的研發專案經理)


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