Automatisiertes ATE-Design Pickering launcht webbasierte Anwendung für Testsystem-Signalwege

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Dank eines webbasierten Werkzeugs für das Signalpfad-Design, beschleunigt sich die Entwicklungszeit, die Fehlerrate sinkt und auch die lästige Dokumentation wird vereinfacht. Der grafische Test System Architect ist komplett kostenlos verfügbar.

Pickering Interfaces hat mit dem Test System Architect (TSA) die nach eigenen Angaben weltweit erste kostenlose, webbasierte Software speziell für das Design von Signalwegen, Switching und Verkabelung in automatisierten Testsystemen (ATE) vorgestellt. Start der cloudbasierten Anwendung ist am 5. März und das Werkzeug adressiert einen kritischen, aber bisher vernachlässigten Aspekt in der Testsystementwicklung.

Technische Problemanalyse

Der Signalpfad bildet das Nervensystem jedes automatisierten Testsystems, wird aber in der Entwicklungspraxis oft stiefmütterlich behandelt. Kyle Voosen, Produkt Marketing Manager bei Pickering Interfaces, fasst das Problem prägnant zusammen: „Die Genauigkeit ist nur so gut wie der Signalpfad. Wenn vernachlässigt, untergräbt dies Zeitpläne, Margen und Vertrauen.“ Diese scheinbar banale Erkenntnis hat weitreichende Konsequenzen für die gesamte Testsystementwicklung.

In der Praxis zeigt sich das Problem deutlich: Während Test-Software-Anbieter wie National Instruments gute Angebote für Instrumentierung und Test Executive bereitstellen, bleibt der Signalpfad zwischen Prüfling und Messinstrument ein blinder Fleck. „Andere Anbieter im Test- und Messbereich haben fantastische Software, aber sie kümmern sich nicht um den Signalweg. Sie schauen auf die Instrumente. Da sehen wir unseren Mehrwert“, erklärt Voosen die Marktlücke, die der Test System Architect schließen soll.

Die Folgen dieser Vernachlässigung manifestieren sich in kostspieligen Entwicklungsverzögerungen und Qualitätsproblemen. Ingenieure gehen fälschlicherweise davon aus, dass die Instrumentengenauigkeit direkt den Testanforderungen entspricht, ohne die signalbeeinflussenden Eigenschaften des Übertragungswegs zu berücksichtigen. Unterschiedliche Kabellängen bei Multi-DUT-Systemen führen zu verschiedenen Genauigkeiten an den Messendpunkten, wodurch Software-Simulationen nicht mehr der Hardware-Realität entsprechen.

Systematische Ineffizienzen bei der ATE-Entwicklung

Der Test System Architect adressiert fünf identifizierte Hauptprobleme, die sich durch den gesamten Entwicklungszyklus ziehen und zu erheblichen Projekt-Verzögerungen führen. Bei der Systemdefinition konzentrieren sich Entwicklerteams typischerweise auf einzelne Testpunkte, anstatt die Signalintegrität ganzheitlich zu betrachten. Die für das Projekt relevanten Informationen verbleiben fragmentiert in E-Mail-Korrespondenzen, Meeting-Protokollen oder den Köpfen einzelner Systemarchitekten, was eine systematische Zusammenarbeit erschwert.

Die Komponentenzuordnung und Signalpfad-Dokumentation erfolgt meist über umfangreiche Excel-Tabellen, die zwar menschenlesbar, aber hochgradig fehleranfällig sind. „Was wir sehen ist, dass unsere Kunden uns sagen: 'Unsere Signalpfade sind Spreadsheets.' Wir wissen, dass es dann eine große Chance gibt, dass es Fehler geben wird“, beschreibt Voosen ein weit verbreitetes Phänomen. Diese manuellen Pin-Mapping-Prozesse führen regelmäßig zu inkompatiblen Switch-Selektionen und späten Hardware-Nacharbeiten.

Während der Software- und Fixture-Entwicklung werden Hardware-Ergänzungen oft erst in letzter Minute vorgenommen, ohne die Auswirkungen auf Signalpfadlängen und -positionen zu berücksichtigen. Der häufigste Kommentar frustrierter Entwickler lautet: „Der Code funktionierte in der Simulation. Warum funktioniert er nicht auf der echten Maschine?“ Diese Diskrepanz zwischen Simulation und Realität entsteht, weil Software-Entwickler die physikalischen Eigenschaften der Signalübertragung nicht in ihre Modelle einbeziehen können.

Systemarchitektur und Funktionsumfang

Der TSA integriert drei spezialisierte Module in einer einheitlichen Arbeitsumgebung:

• System Configuration: Definition aller Signalendpunkte von Device-Under-Test (DUT) bis Instrumentierung. Unterstützung für Multi-DUT-Systeme (typisch vier parallele PCBAs) mit geteilten Ressourcen. Subsystem-Definition für komplexe Rack-Konfigurationen mit Trennung von HF-, Hochspannungs- und Baseband-Bereichen.

• Schematic Design: Automatisierte Komponentenverbindung und Signalpfad-Mapping basierend auf Signaltypen und Routing-Anforderungen. Konfiguration von DUT-Spezifikationen und Signalcharakteristika in vertrauter Schaltplan-Darstellung.

• Cable Design: Vollständige Kabelkonfektions-Entwicklung mit automatischer Generierung von Fertigungsdatenblättern. Integration von Pin-zu-Pin-Diagrammen für Techniker als direktes Prozess-Output.

Integration von PXI-Modulen und Produktauswahl

Das System unterstützt Pickerings kompletten Katalog von über 1.500 PXI-Modulen sowie Third-Party-Instrumentation. Ein integrierter Produktselektor ermöglicht die systematische Auswahl aus etwa 1.000 verfügbaren Multiplexern basierend auf spezifischen Anforderungen wie Polzahl, Kanalanzahl und Schaltdichte. Komplexe Systeme können traditionelle Box-Instrumente mit modularer PXI-basierter Messtechnik kombinieren.

Die cloudbasierte Architektur ermöglicht weltweite Zusammenarbeit zwischen internen Teams, externen Systemintegratoren und Pickering-Ingenieuren. Versionskontrolle und Revisionshistorie gewährleisten Projektkontinuität und Datenintegrität. Automatisierte Dokumentationsgenerierung reduziert den Aufwand von Stunden auf Sekunden und vereinfacht Wartung, Erweiterungen und Systemreplikation.

Der TSA eliminiert systematisch Ineffizienzen in jeder Entwicklungsphase:

• Kollaborative Projektumgebung für alle Stakeholder

• Integrierte Darstellung von Instrumentierung, DUTs und Signalpfaden

• Frühzeitige Integration von Kabel- und Kabelbaumdesigns

• Zentrale Produktdokumentation als Single Source of Truth für Systemreplikation

• Integrierte Validierungs- und Konnektivitätsprüfungen eliminieren Designfehler

Die Software reduziert den Zeitaufwand für Signalpfad-Design um etwa 25 % und minimiert kostspielige Hardware-Nacharbeiten durch frühzeitige Fehlererkennung. Primäre Zielgruppen umfassen Test-Engineering-Teams in der industriellen Fertigung, insbesondere für High-End-Anwendungen in Luft- und Raumfahrt, Verteidigungstechnik, Life Sciences und der Automobilindustrie. Typische Implementierungen sind Multi-DUT-Functional-Test-Systeme mit manueller Bestückung durch Operatoren, bei denen vier hochwertige PCBAs parallel getestet werden. (heh)

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