基于ATML的通用仪器描述及其应用研究

发布时间：2009-10-27 作者：何鹏,杨锁昌,于永田

        0　引言
        可扩展标记语言( eXtensible Markup Language, XML) 由万维网协会(World Wide Web Consortium, W3C)推出的新一代数据交换的标准,其最大的特点 是将数据结构化,实现数据共享。XML语言又是一种 元语言,用户可以用来创建自己需要的其他标记语言。 W3C于2001年5月正式发布了XML Schema作为推 荐标准, XML Schema使用的是一种类XML的语言,在 数据声明模式中既有全局变量也有局部变量,使用灵 活,同时具有一套完整的数据类型,还允许对数据类型 如整形、时间或字符型等进行详细定义。经过数年的 研究与开发, XML Schema 目前已成为全球公认的 XML环境下首选的数据建模工具。
        在一个典型的自动测试系统中,一系列设备比如 信号产生器、数字万用表、示波器等由一个或多个软件 控制的开关使仪器与被测信号互联,测试软件通过网 络总线或仪器总线向仪器发送控制命令完成测试,这 些命令包括配置开关通道、控制激励和执行测试,同时 对测试的结果进行记录,将结果发送到故障诊断软件 进行判定,指导相应的维修、调整和器件的更换。所有 的这些信息都可以通过某些数据格式进行交换和共 享,为了达到此目的, IEEE标准委员会下的测试信息 集成( Test Information Integration)分委员会发布了基 于XML Schema模式的自动测试标准语言(Automatic TestMarkup Language简称ATML)标准集,ATML的意 图是得到一个开放的信息传输的标准,使得信息可以 在不同测试仪的测试程序之间传输,为测试结果在维 修链条中通信提供手段。
        1　ATML 标准与通用仪器的描述模型
        ATML标准是基于XML语言、针对自动测试仪器 和测试信息数据交换的标准, ATML 正在发展并广泛 支持测试、测量工业,通过定义一系列IEEE标准和代 表自动测试相关信息的XML Schema,比如UUT测试、 ATE仪器、测试结果,提高工业、军用ATE系统的兼容 性和模块化, ATML 工作组正在建立提供人和计算机 都能容易解释的格式标准,并提供标准的扩展性。 ATML标准其主要作用包括以下几个方面: ①归 纳与组织ATS系统中必要的元素; ②提供通用参考框 架; ③消除使用不同格式的配置文件; ④提供符合 W3C的标准; ⑤以标准为基础; ⑥可扩展; ⑦允许创造 模块化的ATS结构(基于ATML成员标准的组件可以 很容易的被替换,组件之间可以共享数据) 。
        目前IV I基金会已发布一系列的ATS相关的信息 描述与交换标准,这些标准都采用了ATML进行定义, 如: 通用仪器描述( InstrumentDescrip tion. xsd ) , 其 Schema结构模型如图1所示。

        从图1的Schema模型图中可以看出仪器信息描 述必须以InstrumentDescrip tion类为根元素,该类继承 了Hardware ItemDescrip tion类。Schema定义中根元素 下包含了仪器的所有描述信息,例如Resources仪器资 源信息, Buses 仪器总线信息等。ATML 标准中的 Schema文件为了满足仪器描述的各种需求,包含了几 乎所有的关于仪器的描述信息,所以信息冗余量比较 大。但是ATML标准给用户的自主空间也比较大,因 此用户在对仪器进行描述时可根据所要描述仪器的特 点,自己对Schema文件进行修改,去掉不需要的元素, 这样做可以简化仪器的描述,使XML 文件不至于过 大,从而提高解析的速度。
        2　万用表的仪器描述
        笔者以网络化自动测试系统中的一个万用表N I PXI - 4070为例,对仪器的基本信息进行描述。在综 合考虑仪器信息完备性与必需性的基础上,根据实际 需求设计仪器修改后的Schema如图2所示。修改后 的Schema与ATML标准中的Schema相比,去掉了原 来Schema 文件中的部分可选项, 这样文件描述的 XML配置文件更加清晰明了。
        从图中看出仪器信息描述主要包括以下几个部 分:
        ·硬件项目描述。
        ·仪器总线描述。
        ·仪器的规范说明描述。
        ·仪器的资源描述。
        ·仪器的能力描述。
        根据修改后的Schema文件,生成符合ATML标准 的该仪器的完整XML文件。下面结合N I PXI - 4070 万用表实例介绍部分XML文件描述。
        例一:仪器标识信息的描述,描述模型如图3 所 示。属性version用来描述仪器的版本号, name用来 描述仪器的名称。类Descrip tion用来对仪器进行简要 描述, Identification用来描述仪器模块的名称,制造商 的信息。这里需要说明的是在ATML标准提供的仪器 描述Schema文件中,没有提供对仪器物理地址描述的 元素。但ATML 标准有很强的可扩展性,它提供的 Externsion类可以由用户根据自身的需求进行扩展,因 此我们结合网络化自动测试系统中网络仪器的特点, 在Externsion类中增加了用来说明仪器IP地址的属性 元素Address。其XML描述如下:
        c: Descrip tion > 6 1
        2 digit DMM and 1. 8 MS/ s Isolated
        Digitizer < / c: Descrip tion >
        < c: Identification designator = "NATIONAL INSTRUMENTS" >
        < c:Version > 1. 0 < / c: Version >
        < c:ModelName >N I PXI - 4070 < / c:ModelName >
        < c:Manufacturers >
        < c:Manufacturer name = "National Instruments" >
        < c: Contacts >
        < c: Contact name = " xx" email = " xx@163. com" phoneNumber
        = " xxxxxx" / >
        < / c: Contacts >
        < c: FaxNumber > 010 - xxxxxx < / c: FaxNumber >
        < c:MailingAddress >
        < c: Address1 >北京汉通达有限公司< / c: Address1 >
        < c: City > beijing < / c: City >
        < c: Country > beijing < / c: Country >
        < c: PostalCode > 010010 < / c: PostalCode >
        < / c:MailingAddress >
        < / c:Manufacturer >
        < / c:Manufacturers >
        < c: Extension IPAddress = " xxx. xxx. xxx. xxxx" / >
        < / c: Identification >

        例二:仪器详细规范的描述,这部分内容反映了仪 器详细的测量性能参数。我们以万用表N I PXI - 4070 的读取速率(图4)为例进行说明。其描述的schema 模型如图5 所示, name 用来描述仪器的参数名称, Descrip tion来简单对参数进行说明, Definition表示参 数的值, Condition说明参数成立的条件。