论文总字数：33805字

摘 要

DSP FPGA自动化测试系统针对美国国家仪器有限公司的LabVIEW产品——离散时间信号处理工具包，用于测试不同类型的滤波器在FPGA芯片上的功能和性能。该系统基于TestStand 2010和LabVIEW 2012实现，使用TestStand构建系统的整体框架，开发测试流程序列；使用LabVIEW编写VI工具程序，执行检查测试用例、修改配置文件、分析测试结果等某些复杂的步骤。

本文详细地介绍了该自动化测试系统的功能需求、设计思路和实现方法。该系统按照手动测试步骤划分为5个功能模块，分别是系统还原和软件安装、生成测试用例并检查、配置并启动FPGA Compile Server、配置FPGA ATS软件并启动测试、完善测试报告。按照功能模块的划分，本系统使用TestStand自上而下构建总体架构，然后设计并实现各个模块的流程序列，最后细化测试步骤的功能和执行方式。其中的关键为TestStand的动作（Action）步骤，用于调用以Called By Reference函数为核心的VI程序。这些VI获取测试机上指定VI程序的引用，然后输入所需参数远程执行，并将输出结果反馈给TestStand序列。

本系统在指定的实时设备上执行4种类型的测试用例，满足了DSP FPGA测试的需求，不仅实现了测试流程的自动化，有效地模拟了测试人员的手动操作，还修正了测试中发现的缺陷。该系统的使用可以简化测试步骤和工作难度，避免人为疏忽引起的测试失败，提高测试工作的效率。

关键词：自动化测试、TestStand序列、LabVIEW、DSP FPGA测试

Automated Test System for DSP FPGA Testing Based on TestStand

09013105 Chenyan Zhang

Advisor Yichuan Jiang Haier Xu

ABSTRACT

DSP FPGA Automated Test System is designed for the product of National Instruments -- Discrete-time Signal Processing Toolkit, testing the functions and performance of various filters on the FPGA chip. The implementation of system is based on TestStand 2010 and LabVIEW 2012. TestStand is used to build the overall framework and develop sequence for the system. LabVIEW is used to design Virtual Instrument and fulfill some complicated steps, such as checking test cases, modifying the configuration file and analyzing test reports.

This paper introduces the requirements, design ideas and implementation methods of the automated test system in detail. The system is divided into five functional modules according to the manual test steps. They are automatically building test environment, generating and checking test cases, modifying the relevant configuration, starting FPGA ATS software and completing test report. The system constructs the overall structure from top to bottom following the execution order of functional modules, then designs and implements the sequence of each module, and finally details the function and execution mode of test steps. The key of the system is Action step, being used to call the VIs which core is Called By Reference Node. These VIs get the reference of specified VI program on test machine, then enter the desired parameters for remote execution and feed output results back to the sequence.

The system implements four types of test cases being executed on the specified real-time devices to meet the needs of DSP FPGA testing, not only automates the test process and simulates the manual operation, but also corrects the defects found in the test. The use of the system can simplify the test steps and work difficult, avoid failure caused by negligence and improve the efficiency of the test work.

Keywords: Automated testing, TestStand sequences, LabVIEW, DSP FPGA testing

目 录

第一章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 研究目的与意义 1

1.3 国内外研究现状 2

1.4 论文研究内容 4

1.5 论文章节安排 4

第二章 技术基础 5

2.1 TestStand简介 5

2.1.1 TestStand架构 5

2.1.2 TestStand使用步骤 6

2.2 LabVIEW简介 6

2.2.1 VI结构 6

2.2.2 LabVIEW的高级应用 8

2.3 本章小结 8

第三章 系统需求分析 9

3.1 半自动化测试 9

3.1.1 手动测试步骤 9

3.1.2 测试发现的问题 10

3.2 自动化测试系统功能性需求 10

3.2.1 系统还原和软件安装 11

3.2.2 生成测试用例并检查 11

3.2.3 FPGA Compile Server的配置与启动 11

3.2.4 配置FPGA ATS并启动测试 12

3.2.5 完善测试报告 12

3.3 自动化测试系统非功能性需求 12

3.4 本章小结 13

第四章 系统设计及实现 14

4.1 系统总体架构设计和实现 14

4.2 系统模块详细设计和实现 15

4.2.1 系统还原和软件安装模块 17

4.2.2 测试用例生成和检查模块 18

4.2.3 FPGA Compile Server配置模块 21

4.2.4 FPGA ATS测试模块 21

4.2.5 完善测试报告模块 24

4.3 系统工具程序设计和实现 25

4.3.1 CheckTestCase.vi（检查测试用例） 25

4.3.2 ModifySettings.vi（修改配置文件） 26

4.3.3 AnalysisReport.vi（分析测试报告） 27

4.4 本章小结 27

第五章 系统测试及分析 28

5.1 测试目的 28

5.2 测试环境与方法 28

5.2.1 TestStand服务器端环境 28

5.2.2 DSP FPGA测试机环境 28

5.2.3 测试方法 28

5.3 测试结果 28

5.4 系统的不足与改进 29

5.4.1 FPGA Compile Server配置模块 29

5.4.2 AFT类型测试用例错误 29

5.4.3 测试用例检查有效性 30

5.5 本章小结 30

第六章 总结与展望 31

致 谢 32

参考文献 33

1. 绪论
2. 研究背景

DSP FPGA测试是美国国家仪器有限公司（National Instruments，NI）LabVIEW Operation部门负责研发维护的离散时间信号处理工具包（Discrete-time Signal Processing Toolkit，DSP Toolkit）功能测试的重要组成部分。DSP FPGA测试的工作流程主要分为三个部分：

1. 生成测试用例并检查。

测试用例由现有的生成测试用例VI自动生成，分为AFT、SRate、MRate、nMAC四种类型，需要初步判断生成的测试用例是否正确，以及相应的数量是否满足要求。

1. 配置测试环境。

DSP FPGA测试需要在含有现场可编程门阵列（Field－Programmable Gate Array，FPGA）芯片的实时（Real Time，RT）终端设备上进行，RT设备上需要安装与测试机一致的软件。此外还需要配置LabVIEW.ini、FPGA ATS的settings.xml等相关文件和参数，确保测试能正常进行。

1. 启动FPGA ATS。

FPGA ATS软件对指定的测试用例（在配置文件中指定其名称和路径）自动按序进行FpgaGenerateTest、FpgaGenerateCode、FpgaCompile、FpgaRun四个步骤，并在测试结束后生成完善详实的测试报告。

DSP FPGA自动化测试系统以目前的半自动测试为基础，将所需的手动操作和人工判断转变为TestStand序列。该系统基于TestStand 2010和LabVIEW 2012实现，使用TestStand构建系统的整体框架，开发测试流程序列；使用LabVIEW编写VI工具程序，执行复杂的步骤。

1. 研究目的与意义

DSP FPGA自动化测试系统的研究和开发目标是将搭建测试机环境、安装FPGA ATS软件、生成测试用例并初步检查、修改相关配置、启动FPGA ATS进行测试、将测试结果发送到指定邮箱等功能步骤，集成为全自动的TestStand序列，配置在LabVIEW Operation部门内部的SaaS系统中，便于测试人员对每个版本、每个阶段的LabVIEW DSP Toolkit产品进行FPGA芯片上的功能测试。

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