基于vi服務器和隊列的程序架構.ppt

基于VI服務器與隊列的程序架構,Cedar 2009-09-03,應用領域,自動化測試系統(tǒng)（ATE),挑戰(zhàn),以往的教材中著重強調(diào)了某一個功能的實現(xiàn)，但是在實際應用中一個完整的自動測試系統(tǒng)（ATE)往往有很多功能要求實現(xiàn)。 由于ATE（auto test system)使用的設備非常昂貴，所以要盡量減少單位產(chǎn)品所消耗的ATE工時。 針對以上要求，筆者利用隊列和VI-server創(chuàng)建測試軟件。,使用產(chǎn)品,Labview8.6,關鍵詞,Labview VI-server 并行測試 隊列 錯誤處理,介紹,本文基于labview中的VI-server和queue的組合，開發(fā)出可并行測試多個功能的測試軟件。 由于可根據(jù)測試軟件本身特點可以修改config文件，形成可測試不同產(chǎn)品的程序，從而大幅度縮短項目開發(fā)周期。,正文,Labview是一種圖形化編程語言，比文本編程語言開發(fā)時間短。 在當今降低成本要求越來越高的時代，盡量將測試項目集成到一個程序已是大勢所趨。 為了縮短項目開發(fā)時間，盡量利用以前的代碼也不為是一個節(jié)約成本的好辦法。,測試結構,一般的測試程序可以被分為: 初始化 等待運行指令 進入測試 保存測試數(shù)據(jù) 退出測試,測試流程,初始化,等待運行指令,進入測試,保存數(shù)據(jù),退出測試,測試流程,初始化設備：測試之前往往要首先刷新整個ATE，使得所有的測試設備能夠符合被測品（DUT)的要求。 等待運行指令：當外圍準備好了方能進入測試，比如被測品有沒有安裝到位？保護措施有沒有打開？等等，而程序必須在此步等待操作者確認完畢后方能進入下步操作。,測試流程,進入測試：此時PC將按照測試計劃（testplan) 規(guī)定流程，逐步對被測品進行各項測試，要求的測試項往往很多，如按照串行順序測試將消耗很多工時，這時如將互不影響的測試項并行測試將大大減少工時。 保存數(shù)據(jù)：為了方便統(tǒng)計分析，往往要求對測試數(shù)據(jù)進行保存，一般的情況是本機（local)要求一份，服務器要求一份。 退出測試：所有測試項完成且保存完數(shù)據(jù)后將ATE進入保護狀態(tài)以防止更換被測品帶來損傷。,基本測試程序架構,測試程序架構比較,根據(jù)以上的要求我們可以編寫相應的代碼 第一種:使用error-handle串行,這張圖想必看過清華出版軟件工程在labview中的應用的人都不會陌生，這個順序看起來很好，簡單而又準確，但是如果想添加一個新狀態(tài)或者改變一下這些狀態(tài)的順序，該怎么辦？這些恐怕要涉及到刪除源代碼以及移動VI。所以這種結構不適合開發(fā)一些大型的測試項目。,測試程序架構比較,第二種：狀態(tài)機 定義：狀態(tài)機是一種具有指定數(shù)目的狀態(tài)的概念機，在某個時刻僅處于一個狀態(tài)。狀態(tài)的轉變是由輸入事件引起的狀態(tài)變化的，作為輸入事件的相應，系統(tǒng)可能轉變到相同或不同的狀態(tài)，而輸出事件可能是任意產(chǎn)生的。 就以軟件工程在labview中的應用書中的洗衣機為例。流程圖見下圖,測試程序架構比較,測試程序架構比較,上圖是洗衣機的分層結構圖，可選擇每個狀態(tài)和輸出條件。,測試程序架構比較,上圖顯示的就是狀態(tài)機基本結構，開始條件輸入進移位寄存器，然后將之傳送給case語句。,測試程序架構比較,測試程序架構比較,另一種狀態(tài)機,在實際使用中測試流程在測試前就已經(jīng)規(guī)定好了，一般使用數(shù)組這就不需要用到enum控件，使用delete from array.vi讓測試項逐次運行，如測試項出現(xiàn)異常，則選擇下面的測試項，上圖如出現(xiàn)異常則進入“end”測試項。,測試流程,Delete from array,選擇,測試程序架構比較,上圖所示的結構是很多ATS使用的結構，此結構比error-handle結構優(yōu)秀，特別是其中的錯誤處理功能。 但筆者在實際使用中，發(fā)現(xiàn)此結構還是有一定的缺陷： 第一，如果要新增test3測試項，只有打開mainvi增加代碼，雖然只是簡單的增加一個case結構但是也需要重新debug整個程序，其中就隱含了不確定因素增加了風險； 第二，如果test1和test2兩個測試項互不影響可以并行測試，但這種結構只能串行測試浪費了寶貴的測試時間。,測試程序架構比較,針對以上兩個問題筆者使用兩種方法解決 第一，使用vi-server避免修改mainvi，vi-server是labview獨有的技術，將代碼調(diào)入內(nèi)存執(zhí)行，執(zhí)行完成后釋放內(nèi)存,(具體可參考清華出版Labview高級程序設計)筆者將所有的testvi做成標準格式，每個測試項功能相當于狀態(tài)機中的一個case結構，這樣可以將testvi和mainvi分離，兩者之間使用 vi-server銜接，如果測試項修改，增加，刪除。只需要更改config文件，不需要更改mainvi，避免了風險的產(chǎn)生。代碼見下圖,測試程序架構比較,其中的LOG,FMT,result,error out各有用處，下一部分將對此詳細講解。,測試程序架構比較,上面是vi-server的前后面板，由此得知所有的testvi必須要有LOG,FMT,result，error out這幾個控件。,測試程序架構比較,下圖為一個標準的testvi樣板，必須要有FMT,LOG,result,error out幾個輸入項。把testvi統(tǒng)一成一個樣式，這樣可以方便mainvi的調(diào)用。,測試程序架構比較,第二;針對并行測試，我們可以創(chuàng)立兩個線程：masterthread;slavethread.,masterthread,slavethread,測試程序架構比較,上圖創(chuàng)建了兩個隊列masterthread;slavethread 把可以并行測試的測試項組成兩個字符串數(shù)組，寫入兩個隊列，由于labview是自動實現(xiàn)多線程的，所以可以達到并行測試目的。 必須將vi-server這個vi設置為“preallocate done for each instance”模式，具體方法為：filevi propertiesexecutionexecution reentrant.設置這個模式方能在兩個線程中同時調(diào)用此vi。否則只能一個線程釋放后另一線程才能使用此vi，喪失了并行測試的意義。,例程講解,筆者針對以上所述的內(nèi)容，創(chuàng)建了一套demo程序。,例程講解,例程講解,1,2,3,4,例程講解,上面兩幅是程序的前面板。 在ATS中，操作者只需要知道有沒有通過測試，所以前面板盡量少安排控件。 控件作用講解： 1.這是一個eunm控件，用來顯示有幾種testplan，并選擇相對應的testplan. 2.這是一個布爾控件，點擊后進入測試狀態(tài)，注意此控件要選擇“l(fā)atch when release”機械狀態(tài)。,例程講解,3.3和4 都是TAB結構里面的一頁，3里面是一個string控件，用來顯示被測品當前狀態(tài)；4是一個table控件，用來顯示被測品的測試狀態(tài)。,例程講解,1,2,3,例程講解,上圖為例程的代碼部分 1.這是程序的主體部分，使用的順序結構，其中包括初始化，等待指令，進入測試，保存數(shù)據(jù)，退出測試。后面將對此詳細講解。 2.2和3 是兩個隊列，用來在前面板顯示數(shù)據(jù)并對之進行必要的處理（自動翻頁，錯誤顯示紅色，等等）他們分別對應前面板的string&table控件，這是采用NI推薦使用的生產(chǎn)消費模式，在主體產(chǎn)生的數(shù)據(jù)同時被寫進隊列將顯示部分獨立于其他部分。,例程講解,1,例程講解,上圖是主體程序的第一步，作用是初始化。因是demo程序，沒有刷新硬件部分，筆者只放了讀取testplan List的部分，將config里面所有文件名讀出并將他們顯示在enum控件。正常程序中要將config,testdata,mainvi,drivervi,這些文件夾會整體放入一個文件夾，盡量避免使用固定的文件夾如“c:test”等等，這樣方便保存修改的記錄也方便拷貝到其他電腦上出現(xiàn)找不到某個vi的情況。,例程講解,例程講解,上圖顯示的是程序的第二頁，內(nèi)容是等待指令。 筆者使用的是while循環(huán)套一個事件結構，只有操作者觸發(fā)布爾控件的值發(fā)生變化才會觸發(fā)這個事件，而事件結構內(nèi)有個true常量會輸入到while循環(huán)，從而退出循環(huán)進入下一步。,例程講解,2,3,1,例程講解,上圖是進入測試部分： 1.讀取操作者選取的testplan名稱，并根據(jù)這個找到對應的config文件。 2.讀取config文件中testflow，將之轉化為字符串數(shù)組，并寫入testflow隊列中。 3.將string&table兩個控件清零。,例程講解,1,3,2,4,5,A,例程講解,上圖是本程序的重點部分 1.讀取上頁寫入testflow隊列的數(shù)據(jù)，并根據(jù)此依次讀出主從線程的測試項。此功能依靠read sub config.vi 實現(xiàn)(見上圖的A點）具體代碼見下面的附件，讀出兩個線程的測試項同時將他們寫入masterthread&slavethread這兩個隊列中。,例程講解,2.從read sub config讀出的主從流程，將被寫入masterthread&slavethread兩個隊列，請注意3下面的子vi，他必須設為preallocate done for each instance模式，因為兩個線程可能同時調(diào)用這個vi。labview中如果隊列沒有元素了，那么dequeue element.vi將處在等待狀態(tài)無法正常退出，所以創(chuàng)建watch dog.vi的作用就是當隊列中沒有元素了，此隊列將被release，從而dequeue element.vi可以退出等待狀態(tài)，進入程序的下一步。代碼見附件。,例程講解,例程講解,上圖是進入測試的最后部分，因為string&table控件處理需要時間，往往出現(xiàn)所有的測試項都已經(jīng)運行完畢但是數(shù)據(jù)處理并沒有完成，這時候就必須放置等待功能，每隔0.1s輪詢一次兩個隊列，如果里面有元素就繼續(xù)等待，沒有則rel