NIDa Ottimizzazione dei Sistemi di - Pragma Eng
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Ottimizzazione dei Sistemi di Test Automatico:
Multithreading in NI TestStand
Ing. Luigi MagniResponsabile Sviluppo ATS
Pragma Engineering Srl(Perugia – Italy)
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Sommario
• Profilo aziendale• TestStand
– Architettura– Caratteristiche
• Multithreading– Concetti generali– in TestStand
• Casi applicativi
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Profilo Aziendale
Fondata nel 1994 Pragma Engineeringnasce dall’unione di competenze nella progettazione hardware e software mirate a fornire servizi e sistemi integrati sia in campo industriale che in R&S.
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Profilo Aziendale
Nel 1999 Pragma diventa AM - NI
Nel 2002 due sedi operative distinte:– Divisione Sistemi Industriali (Perugia)– Divisione Tecnologie per la Riabilitazione (Trevi)
Nel 2004 diventa WEPNel 2005 diventa Certified AP - NINel 2007 ottiene la Certificazione
di Qualità UNI EN ISO 9001:2000
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Profilo Aziendale - ATS
Progettazione e realizzazione di sistemi di test automatico per apparati elettronici ed elettrotecnici in ambito industriale ed aerospazio e difesa.Principali ambiti realizzativi:– Sistemi di telecomunicazione via cavo o RF (1MHz ÷ 50GHz)– Sistemi digitali analogici e mixed signal (test funzionale)– Sistemi di Burn-in con DUT in parallelo– Sistemi ad alta potenza (settore energia e distribuzione)– Sistemi per la caratterizzazione di dispositivi (passivi ed attivi)– Sistemi di diagnosi e ricerca dei guasti (pattern digitali)
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Profilo Aziendale - ATSL’intero ciclo di sviluppo dei sistemi èeffettuato internamente all’azienda.Adozione ed implementazione diarchitetture di test di tipoPersonale certificato:– 1 Certified LabVIEW Developer
(20 CLD in Italy and 921 World Wide)– 1 Certified TestStand Architect &
Certified Professional Instructor(1 CTA in Italy and 23 World Wide)
Source: NI Service – Certified Professionals Report (Dec 2009)
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Hardware
Instrument Specific DriversHardwareLayers
SoftwareLayers
IVI
SwitchExecutive
NI TestStand
Operator Interface
NxGen ATS Architettura
CodeModules
DLL ActiveX...
LabWindowsCVI
LabVIEWVI
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TestStand - Caratteristiche
Ambiente integrato per la gestione dei test (sequence engine).
• Engine multithreaded ad alte prestazioni• ActiveX server & client con “Code adapter” multipli (LabVIEW,LabWindows/CVI, Visual C/C++ .NET C#, ActiveX, DLL e HTBasic)
• Gestione integrata delle sequenze di test e dei modelli diprocesso
• Gestione dei report (HTML, XML, ATML)• Gestione del log su database
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TestStandFlusso di esecuzione:
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Multithreading
Cos’è: la scomposizione di un processo in piùthread (flussi di esecuzione).
Finalità: eseguire un programma alla massima velocità massimizzando lo sfruttamento delle risorse di calcolo (CPU).
Nota: necessari processori e S.O. multithreaded per supportare il parallelismo e lo scheduling dei thread
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Multithreading
Time
Thread1
Thread2
Thread3
Thread1
Pro
cess
Multitask via SWNo HW support
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Multithreading
Multitask via HWCPU multithreaded e/o
MultiCore
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MultithreadingVantaggi- Incremento delle prestazioni- Separazione dei flussi- Confinamento dei dati/operazioni- Migliore gestione del ciclo di vita del sw Svantaggi- Complessità architettura sw (pensare in parallelo)
- Impegno nello sviluppo del codice- Gestione della sincronizzazione
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Multithreadingin TestStand
L’engine (multithreaded nativo) si prende carico di buona parte della complessità dovuta al MT.
Modalità di implementazione del MT in TS:- Sequence coding (sync settings/steps)
- Process model (batch, parallel)
(e combinazione di entrambi)
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Coding:- step ‘syncronization properties’- sequence call ‘execution options’ (creare un nuovo
Thread/Execution)
- Syncronisation step types (gestione ecomunicazione tra thread)
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Multithreadingin TestStand
Process model:- Sequenziale- Parallelo- Batch
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Multithreading in TSCasi applicativi
#1 - Test funzionale e di burn-in per apparato avionico (sistema di controllo per la frenatura dei propulsori).
#2 - Burn-in esteso multi DUT per apparati di difesa (dispositivi per la sicurezza delle informazioni).
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Multithreading in TSCaso #1
Requisiti:• Test sequenziale (singolo DUT)• Prove a T ambiente o in ciclo termico• Ampia varietà dei test• Elevata complessità di alcuni test:
– stim. analogica: generazione del segnale di velocità;– acq. analogica: lettura resolver;– controllo del dispositivo: CAN bus;– acquisizione delle correnti assorbite/generate;
Concorrentie
Sincronizzati
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Multithreading in TSCaso #1
Hardware:• PXI
− 8461 (CAN)− 6115 (sDAQ)− 2569 (switch)
• PSU• Scope• DMM• Climatic Chamber
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Multithreading in TSCaso #1
Flusso
Setu
p
Mai
n
Cle
anupBrake test
sequence
Setu
p
Mai
n
Cle
anupAcq Analog
sequence
Setu
p
Mai
n
Cle
anupGen Analog
sequence
Setu
p
Mai
n
Cle
anupCAN bus
sequence
Thre
ads
Start Sync Data queues StopSyncBegin End
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Multithreading in TSCaso #2
Requisiti:• Test parallelo #25 DUT (modalità Batch)• Prove in ciclo termico di lunga durata• Possibilità di operare su singoli DUT• Routing & switching• Test sul DUT:
– Controllo continuo del dispositivo: via bus proprietario;– Analisi della comunicazione: misura della BER; Concorrenti
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Multithreading in TSCaso #2
Hardware:• PXI
− 2576 (Mux)− 2576 (Mux)− 2569 (switch)
• PSU• DCA• Climatic Chamber
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Multithreading in TSCaso #2
Batch model:• 1 thread (exec) per ogni DUT (fino a 25)• 1 thread per la camera climatica• 1 thread per la UI• 1 thread per il test di traffico DUT
Th#1DUTTh#2
UIThread
DUTTh#N
ChamberThread
Data queues
Notify
Data queue
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Multithreading in TSBenefici:• Massimizzazione dell’utilizzo delle risorse Hw• Scomposizione del codice (modularità
funzionale)• Ridotto impegno di codifica (senza TS)
• Elevata efficienza (engine x multicore CPU)• Tracciabilità e manutenibilità del codiceRisorse:
www.ni.com/multicore/www.ni.com/teststand/
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Divisione Sistemi Industrialivia della Pallotta, 5
06129 PerugiaTel. 075-30418Fax 075-33202
E-mail: [email protected] site: www.pragmaeng.it
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Stand 12
