實驗室裏單機開發的測試系統，會因測試環境、量測程序或待測物的改變而迫使系統程式不斷的更新。然而轉移至生產線時，將面臨許多潛伏的因素，也是對系統程式的一大考驗。以實際的考量來看，在產線上不容許因除錯而停擺。基於準確及有效率的量測，如何規劃出維護性良好的測試系統是一項很重要的考量。本文引進模組化 （module）分工的觀念，將測試系統有效提供給各方面的專業人員做維護。

生產線基本架構

在規劃後的生產線測試系統，如(圖一)，除了加入單機測試之外，還必須需考慮線上的作業流程及測試後的資料處理與統計。將心力投入在量測程式和使用者介面的開發固然重要，但整體的設計方向卻會影響長遠的可行性。

《圖一　生產線結構》

無論是個人電腦或工業型電腦，在現今的作業系統對硬體介面和網路都有多方面的支援，因此很容易在生產線中規劃出一個區域網路；透過電腦網路，除了解生產線上的況狀外，更有助於更新剛開發的新程式或測試項目。

每一個自動測試設備（Automatic Test Equipment；ATE）在生產線中可以稱作一個站（Station）。一個ATE包含測試程式、量測儀器及侍測物。通常一個站為了排除外在環境的干擾，系統都會在實驗裏開發完成後才轉移至生產線上。

由於每一站之間會因測試項目或根據設備的不同使得站與站之間存在一些差異性，最後導致出現不同的狀態，因此可籍由管理端的電腦來處理這些事情，所以整個系統程式必須涵蓋所有的流程，並考慮到所有的人員。

傳統結構的挑戰

現在正於資訊爆炸的時代，所有的設計均走向專業化，如一款新手機的上市，從元件的設計至市場的行銷，都必須集合眾人的心血才能完成。

一個生產線的產生，需要開發產品、建立軟體系統、了解量測儀器到操作員的管理；每一個步驟都會影響生產線的成敗；而軟體工程師所建立的系統涉及到大部份的層面，除了程式的撰寫外，還包括產品的測試、儀器自動化量測、控制作業流程等等。因此可以想像在專案的壓力之下，軟體開發人員常常背負著探索非專業領域的使命，在對不同專業領域尚未熟悉的情況下，日後均需花費龐大的心力與時間去除錯。

另外則是技術研發人員負責撰寫系統軟體，若能在充份的專業能力之下開發軟體則可以掌握產品並避免不必要的錯誤，但若沒有足夠的大型軟體開發經驗或程式寫作技巧，將會使得系統無法發揮功能或受到限制。

系統擴張到一定的程度之後，硬體設施的添購加上產品不斷更新改良的情況下，常會遇到重新評估軟體是否要再次開發的困擾。如果能尋找出使系統更穩定、擴充性更強的方案，則會讓系統使用壽命更長久。

模組化程序

生產線模組化的觀念是以軟體為核心，充份的開發出工程人員可使用的資源，避免彼此依賴的問題。為了能夠實現這個觀念，軟體工程師必須建立出各階層工程人員的良好溝通介面並擁有可以存取各介面的核心引擎，如(圖二)。

《圖二　系統模組化》

由於引擎的建立，系統主要規劃出給操作人員、研發工程師、系統工程師、程式設計師及儀器廠商工程師。此時，程式設計師技術上最主要的難題在於各介面的開發及資料的存取轉換。

儀器控制的介面主要分為一般用途界面匯流排（General Purpose Interface Bus；GPIB）和電腦串列埠之RS232。雖然各為並列和串列傳輸的介面，工作原理也不盡相同，但對於可程式化的儀器（Programmable Instrumentation）均是遵行IEEE 488.2 SCPI（Standard Commands for Programmable Instrumentation）的格式，利用這個標準可以設計出給儀器的單一介面，儀器廠商可藉此提出最佳化的建議。

針對研發或系統應用工程師，所有的量測參數和各種資料的報告，是一相當重要的數據，程式必需建立出透明的窗口，讓工程師做為判斷的依據。

軟體工程師除了撰寫程式外，也一直扮演著與各模組溝通的角色，目的在使所有的窗口能夠正常的運作。在核心引擎建立之後，後期的階段，可建立出給各模組自行開發的應用程式而達到系統真正分工的目標。

模組化的特點在於分工，其優點不但能讓各專業領域充分運用外，溝通介面完成之後，各個領域的工程人員能夠同時並行作業。以下提供了一個GSM手機生產線的例子，幫助大家有更進一步的了解。

GSM手機生產線

開發完成並進入生產的手機，會因為電子材料或些微的差異性而需要經過校正及測試。為了縮短測試時間並增加產能，無法測試每一項目及所有的通道，此時系統及研發工程師則會根據產品的特性做出最佳化的測試項目。

產品和測試流程完成後，GSM綜合測試儀佔了很重要的角色，它擔任了其中大部份的量測（手機於Test Mode的校正及通訊測試），故將它開放出一個模組。在test mode中，一般將會由RS232對手機下達指令和綜合測試儀做測試，這部份則會含在系統測試流程的模組裏。

資料庫在後段的維護中佔了很重要的一部份，不過仍然可以在所有的系統穩定之後慢慢建立。系統的維護經由電腦區域網路來傳遞，每一站之間從測試個體轉變成可以互相傳遞訊息的單位。

把模組化的架構應用在手機生產線上如(圖三)。可以看出只要各模組介面建立後，生產線系統可以在不同的地方同時開發，避免了設備或測試序程更動後，需要停滯生產線一段時間來更新系統的麻煩。

《圖三　GSM手機產線模組化》

系統維護及除錯

模組化引擎最主要是幫助大型量測系統減少開發的時間和往後的維護，透過系統引擎，研發人員可以更改待測物的特性，而在實驗室觀察測試結果；系統工程師也可以因產品的不同而修改測試程序。當模組化引擎開發完成之後，日後儀器之更新或系統轉移均可以獨立作業；此外，系統程式、量測項目及流程分離，可以使得程式設計師不必先了解相關理論後再去編寫程式，除錯時可由各區塊分開出來，有助於釐清問題，快速修正系統，而達到分工的目的。（作者任職於羅德史瓦茲）