基于vi服務(wù)器和隊(duì)列的程序架構(gòu).ppt

基于VI服務(wù)器與隊(duì)列的程序架構(gòu),Cedar 2009-09-03,應(yīng)用領(lǐng)域,自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)（ATE),挑戰(zhàn),以往的教材中著重強(qiáng)調(diào)了某一個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)，但是在實(shí)際應(yīng)用中一個(gè)完整的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)（ATE)往往有很多功能要求實(shí)現(xiàn)。 由于ATE（auto test system)使用的設(shè)備非常昂貴，所以要盡量減少單位產(chǎn)品所消耗的ATE工時(shí)。 針對(duì)以上要求，筆者利用隊(duì)列和VI-server創(chuàng)建測(cè)試軟件。,使用產(chǎn)品,Labview8.6,關(guān)鍵詞,Labview VI-server 并行測(cè)試 隊(duì)列 錯(cuò)誤處理,介紹,本文基于labview中的VI-server和queue的組合，開(kāi)發(fā)出可并行測(cè)試多個(gè)功能的測(cè)試軟件。 由于可根據(jù)測(cè)試軟件本身特點(diǎn)可以修改config文件，形成可測(cè)試不同產(chǎn)品的程序，從而大幅度縮短項(xiàng)目開(kāi)發(fā)周期。,正文,Labview是一種圖形化編程語(yǔ)言，比文本編程語(yǔ)言開(kāi)發(fā)時(shí)間短。 在當(dāng)今降低成本要求越來(lái)越高的時(shí)代，盡量將測(cè)試項(xiàng)目集成到一個(gè)程序已是大勢(shì)所趨。 為了縮短項(xiàng)目開(kāi)發(fā)時(shí)間，盡量利用以前的代碼也不為是一個(gè)節(jié)約成本的好辦法。,測(cè)試結(jié)構(gòu),一般的測(cè)試程序可以被分為: 初始化 等待運(yùn)行指令 進(jìn)入測(cè)試 保存測(cè)試數(shù)據(jù) 退出測(cè)試,測(cè)試流程,初始化,等待運(yùn)行指令,進(jìn)入測(cè)試,保存數(shù)據(jù),退出測(cè)試,測(cè)試流程,初始化設(shè)備：測(cè)試之前往往要首先刷新整個(gè)ATE，使得所有的測(cè)試設(shè)備能夠符合被測(cè)品（DUT)的要求。 等待運(yùn)行指令：當(dāng)外圍準(zhǔn)備好了方能進(jìn)入測(cè)試，比如被測(cè)品有沒(méi)有安裝到位？保護(hù)措施有沒(méi)有打開(kāi)？等等，而程序必須在此步等待操作者確認(rèn)完畢后方能進(jìn)入下步操作。,測(cè)試流程,進(jìn)入測(cè)試：此時(shí)PC將按照測(cè)試計(jì)劃（testplan) 規(guī)定流程，逐步對(duì)被測(cè)品進(jìn)行各項(xiàng)測(cè)試，要求的測(cè)試項(xiàng)往往很多，如按照串行順序測(cè)試將消耗很多工時(shí)，這時(shí)如將互不影響的測(cè)試項(xiàng)并行測(cè)試將大大減少工時(shí)。 保存數(shù)據(jù)：為了方便統(tǒng)計(jì)分析，往往要求對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，一般的情況是本機(jī)（local)要求一份，服務(wù)器要求一份。 退出測(cè)試：所有測(cè)試項(xiàng)完成且保存完數(shù)據(jù)后將ATE進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)以防止更換被測(cè)品帶來(lái)?yè)p傷。,基本測(cè)試程序架構(gòu),測(cè)試程序架構(gòu)比較,根據(jù)以上的要求我們可以編寫(xiě)相應(yīng)的代碼 第一種:使用error-handle串行,這張圖想必看過(guò)清華出版軟件工程在labview中的應(yīng)用的人都不會(huì)陌生，這個(gè)順序看起來(lái)很好，簡(jiǎn)單而又準(zhǔn)確，但是如果想添加一個(gè)新?tīng)顟B(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(dòng)VI。所以這種結(jié)構(gòu)不適合開(kāi)發(fā)一些大型的測(cè)試項(xiàng)目。,測(cè)試程序架構(gòu)比較,第二種：狀態(tài)機(jī) 定義：狀態(tài)機(jī)是一種具有指定數(shù)目的狀態(tài)的概念機(jī)，在某個(gè)時(shí)刻僅處于一個(gè)狀態(tài)。狀態(tài)的轉(zhuǎn)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(yīng)，系統(tǒng)可能轉(zhuǎn)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(yīng)用書(shū)中的洗衣機(jī)為例。流程圖見(jiàn)下圖,測(cè)試程序架構(gòu)比較,測(cè)試程序架構(gòu)比較,上圖是洗衣機(jī)的分層結(jié)構(gòu)圖，可選擇每個(gè)狀態(tài)和輸出條件。,測(cè)試程序架構(gòu)比較,上圖顯示的就是狀態(tài)機(jī)基本結(jié)構(gòu)，開(kāi)始條件輸入進(jìn)移位寄存器，然后將之傳送給case語(yǔ)句。,測(cè)試程序架構(gòu)比較,測(cè)試程序架構(gòu)比較,另一種狀態(tài)機(jī),在實(shí)際使用中測(cè)試流程在測(cè)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(cè)試項(xiàng)逐次運(yùn)行，如測(cè)試項(xiàng)出現(xiàn)異常，則選擇下面的測(cè)試項(xiàng)，上圖如出現(xiàn)異常則進(jìn)入“end”測(cè)試項(xiàng)。,測(cè)試流程,Delete from array,選擇,測(cè)試程序架構(gòu)比較,上圖所示的結(jié)構(gòu)是很多ATS使用的結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)比error-handle結(jié)構(gòu)優(yōu)秀，特別是其中的錯(cuò)誤處理功能。 但筆者在實(shí)際使用中，發(fā)現(xiàn)此結(jié)構(gòu)還是有一定的缺陷： 第一，如果要新增test3測(cè)試項(xiàng)，只有打開(kāi)mainvi增加代碼，雖然只是簡(jiǎn)單的增加一個(gè)case結(jié)構(gòu)但是也需要重新debug整個(gè)程序，其中就隱含了不確定因素增加了風(fēng)險(xiǎn)； 第二，如果test1和test2兩個(gè)測(cè)試項(xiàng)互不影響可以并行測(cè)試，但這種結(jié)構(gòu)只能串行測(cè)試?yán)速M(fèi)了寶貴的測(cè)試時(shí)間。,測(cè)試程序架構(gòu)比較,針對(duì)以上兩個(gè)問(wèn)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(dú)有的技術(shù)，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(jí)程序設(shè)計(jì))筆者將所有的testvi做成標(biāo)準(zhǔn)格式，每個(gè)測(cè)試項(xiàng)功能相當(dāng)于狀態(tài)機(jī)中的一個(gè)case結(jié)構(gòu)，這樣可以將testvi和mainvi分離，兩者之間使用 vi-server銜接，如果測(cè)試項(xiàng)修改，增加，刪除。只需要更改config文件，不需要更改mainvi，避免了風(fēng)險(xiǎn)的產(chǎn)生。代碼見(jiàn)下圖,測(cè)試程序架構(gòu)比較,其中的LOG,FMT,result,error out各有用處，下一部分將對(duì)此詳細(xì)講解。,測(cè)試程序架構(gòu)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(gè)控件。,測(cè)試程序架構(gòu)比較,下圖為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的testvi樣板，必須要有FMT,LOG,result,error out幾個(gè)輸入項(xiàng)。把testvi統(tǒng)一成一個(gè)樣式，這樣可以方便mainvi的調(diào)用。,測(cè)試程序架構(gòu)比較,第二;針對(duì)并行測(cè)試，我們可以創(chuàng)立兩個(gè)線程：masterthread;slavethread.,masterthread,slavethread,測(cè)試程序架構(gòu)比較,上圖創(chuàng)建了兩個(gè)隊(duì)列masterthread;slavethread 把可以并行測(cè)試的測(cè)試項(xiàng)組成兩個(gè)字符串?dāng)?shù)組，寫(xiě)入兩個(gè)隊(duì)列，由于labview是自動(dòng)實(shí)現(xiàn)多線程的，所以可以達(dá)到并行測(cè)試目的。 必須將vi-server這個(gè)vi設(shè)置為“preallocate done for each instance”模式，具體方法為：filevi propertiesexecutionexecution reentrant.設(shè)置這個(gè)模式方能在兩個(gè)線程中同時(shí)調(diào)用此vi。否則只能一個(gè)線程釋放后另一線程才能使用此vi，喪失了并行測(cè)試的意義。,例程講解,筆者針對(duì)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(méi)有通過(guò)測(cè)試，所以前面板盡量少安排控件。 控件作用講解： 1.這是一個(gè)eunm控件，用來(lái)顯示有幾種testplan，并選擇相對(duì)應(yīng)的testplan. 2.這是一個(gè)布爾控件，點(diǎn)擊后進(jìn)入測(cè)試狀態(tài)，注意此控件要選擇“l(fā)atch when release”機(jī)械狀態(tài)。,例程講解,3.3和4 都是TAB結(jié)構(gòu)里面的一頁(yè)，3里面是一個(gè)string控件，用來(lái)顯示被測(cè)品當(dāng)前狀態(tài)；4是一個(gè)table控件，用來(lái)顯示被測(cè)品的測(cè)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(jié)構(gòu)，其中包括初始化，等待指令，進(jìn)入測(cè)試，保存數(shù)據(jù)，退出測(cè)試。后面將對(duì)此詳細(xì)講解。 2.2和3 是兩個(gè)隊(duì)列，用來(lái)在前面板顯示數(shù)據(jù)并對(duì)之進(jìn)行必要的處理（自動(dòng)翻頁(yè)，錯(cuò)誤顯示紅色，等等）他們分別對(duì)應(yīng)前面板的string&table控件，這是采用NI推薦使用的生產(chǎn)消費(fèi)模式，在主體產(chǎn)生的數(shù)據(jù)同時(shí)被寫(xiě)進(jìn)隊(duì)列將顯示部分獨(dú)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(méi)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(huì)整體放入一個(gè)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(gè)vi的情況。,例程講解,例程講解,上圖顯示的是程序的第二頁(yè)，內(nèi)容是等待指令。 筆者使用的是while循環(huán)套一個(gè)事件結(jié)構(gòu)，只有操作者觸發(fā)布爾控件的值發(fā)生變化才會(huì)觸發(fā)這個(gè)事件，而事件結(jié)構(gòu)內(nèi)有個(gè)true常量會(huì)輸入到while循環(huán)，從而退出循環(huán)進(jìn)入下一步。,例程講解,2,3,1,例程講解,上圖是進(jìn)入測(cè)試部分： 1.讀取操作者選取的testplan名稱，并根據(jù)這個(gè)找到對(duì)應(yīng)的config文件。 2.讀取config文件中testflow，將之轉(zhuǎn)化為字符串?dāng)?shù)組，并寫(xiě)入testflow隊(duì)列中。 3.將string&table兩個(gè)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(diǎn)部分 1.讀取上頁(yè)寫(xiě)入testflow隊(duì)列的數(shù)據(jù)，并根據(jù)此依次讀出主從線程的測(cè)試項(xiàng)。此功能依靠read sub config.vi 實(shí)現(xiàn)(見(jiàn)上圖的A點(diǎn)）具體代碼見(jiàn)下面的附件，讀出兩個(gè)線程的測(cè)試項(xiàng)同時(shí)將他們寫(xiě)入masterthread&slavethread這兩個(gè)隊(duì)列中。,例程講解,2.從read sub config讀出的主從流程，將被寫(xiě)入masterthread&slavethread兩個(gè)隊(duì)列，請(qǐng)注意3下面的子vi，他必須設(shè)為preallocate done for each instance模式，因?yàn)閮蓚€(gè)線程可能同時(shí)調(diào)用這個(gè)vi。labview中如果隊(duì)列沒(méi)有元素了，那么dequeue element.vi將處在等待狀態(tài)無(wú)法正常退出，所以創(chuàng)建watch dog.vi的作用就是當(dāng)隊(duì)列中沒(méi)有元素了，此隊(duì)列將被release，從而dequeue element.vi可以退出等待狀態(tài)，進(jìn)入程序的下一步。代碼見(jiàn)附件。,例程講解,例程講解,上圖是進(jìn)入測(cè)試的最后部分，因?yàn)閟tring&table控件處理需要時(shí)間，往往出現(xiàn)所有的測(cè)試項(xiàng)都已經(jīng)運(yùn)行完畢但是數(shù)據(jù)處理并沒(méi)有完成，這時(shí)候就必須放置等待功能，每隔0.1s輪詢一次兩個(gè)隊(duì)列，如果里面有元素就繼續(xù)等待，沒(méi)有則rel