一种自动测试系统设计原理图的自动生成平台及其方法技术方案

本发明专利技术是一种自动测试系统设计原理图的自动生成平台及其方法，该平台包括仪器设备资源与连接约束关系的输入模块、数据库模块、数据库管理模块、参数选择和预处理模块、自动布局模块、自动布线模块、绘制结果显示和保存模块。用户通过仪器设备资源与连接约束关系的输入模块输入数据，参数选择和预处理模块根据用户选择的参数对仪器进行分组定级，自动布局模块进行自动布局操作，自动布线模块完成布线操作。本发明专利技术方法主要是根据用户对信息类型的选择，提出一种基于最少线交叉的方法完成自动布局，运用朝向目标的线探索布线算法完成各仪器端口之间的连接。本发明专利技术可实现仪器模型的快速、高效布局，满足实际应用设计原理图的绘制要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于自动测试
，具体涉及一种自动测试系统设计原理图自动生成的平台及其方法。
技术介绍
通常把以计算机为中心，在程控指令的控制下，能自动完成某种测试任务而组合起来的测量仪器和其他设备的有机整体称为自动测试系统(Automatic Test System, 简称ATS)。自动测试系统中的各种设备都是可程控的，称为自动测试设备(Automatic TestEquipment，简称ATE)。近几年来，自动测试系统正朝着开放性、通用化、模块化的方向发展。自动测试系统的快速发展，对自动测试系统的自动化设计提出了更高的要求。但作为系统设计的重要组成部分的硬件设计还处于手工设计阶段。其中设计原理图的手工绘制要求绘制者既要对电路全局有概括了解，同时又要对电路图的绘制技巧十分熟悉。另一方面手工绘制易产生错误，给设计工作带来很大困难。手工绘制工作在设计标准化、设计质量、 设计效率、设计资料存储、设计更新等方面存在很大的局限性，给设计工作带来工作量大、 成本高、效率低等诸多问题。因此，实现设计原理图的自动生成是实现自动测试系统硬件自动化设计的一个关键环节，对于提高自动测试系统硬件设计工作的效率和质量，降低硬件后期维护的难度具有重要意义。设计原理图的自动生成由两个紧密联系的部分组成，即自动布局和自动布线。自动布局是将测试相关的仪器模型合理的排放在绘制平面上，使得绘制出的图纸满足目标要求，布局效果的好坏直接影响图纸的质量，是设计原理图自动生成的关键部分。目前应用于工业印制电路板领域的自动布局算法已日渐成熟，但是这些方法还很难真正应用于设计原理图自动生成的布局系统中，主要是因为自动测试系统的设计原理图并不将走线长度及布局密度作为主要的考虑因素，而是更注重布局的美观，规则以及良好的可读性。设计原理图的自动布局的原则主要包括保证图中信号的流向一致，通常为由左至右；保证连接关系紧密的仪器模型绘制位置相近并距离合适，连线交叉次数最少；保证整个布局的均勻，结构清晰；保证为后续的布线工作提供方便。因此需要按照设计原理图绘制的具体要求，设计适合的自动布局算法实现绘制的自动布局。自动布线是完成具有连接关系的仪器模型的端口之间的布线，直观的描述端口之间的连接关系。设计原理图的自动布线的原则主要包括保证高的设计成功率，其中主要的是指布线成功率；保证连线准确无误；确保美观性，折角为直角，尽量减少线交叉，布线不一定要求最短；恰当的处理打点问题。所谓打点是指当一个仪器端口同时输出到几个仪器端口时，这条唯一的输出信号线就成了公共信号线，需要在几条输入信号线和这条公共信号线相交的地方打上圆点。打点时既不能错打，也不能漏打。自动布线算法主要分为两类有网格自动布线算法和无网格自动布线算法。有网格自动布线算法出现的比较早，无网格自动布线算法是在近二十几年内才出现的。有网格自动布线算法要求存储所有网点的信息，因此所需存储量相当可观。网格的缩小导致了 PCB上网格点成平方倍的增长，因而存储量和计算时间也以快于平方倍的速度在增长。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服目前自动测试系统领域人工绘制设计原理图手段的不足， 提出。一种自动测试系统设计原理图的自动生成平台，包括仪器设备资源与连接约束关系的输入模块、数据库模块、数据库管理模块、参数选择和预处理模块、自动布局模块、自动布线模块、以及绘制结果显示和保存模块。所述的仪器设备资源与连接约束关系的输入模块用于将用户输入的数据传送给数据库模块中进行保存，所述的用户输入的数据包括仪器信息、信号类型、仪器的连接关系、仪器大小范围信息以及仪器包容矩形信息。所述的数据库管理模块用于对数据库模块中存储的数据进行添加、修改和删除操作。所述的参数选择和预处理模块根据用户选择的信号类型，从数据库模块中选取与所选择信号类型相关的仪器信息和仪器的连接关系，根据仪器所属的信号类型，对仪器进行分组，再按照仪器的功能，以仿真仪器、仿真调理仪器、 开关仪器、验证调理仪器和验证仪器的顺序，对各组仪器进行定级，以确保图纸中信号走线连接的仪器的类型从左至右依次为仿真仪器、仿真调理仪器、开关仪器、验证调理仪器和验证仪器，并将分组、定级后的数据输出到自动布局模块。所述 的自动布局模块根据参数选择和预处理模块输入的数据，采用基于最少线交叉的自动布局方法，从数据库模块中获取相关仪器的数据仪器的连接关系、仪器的信息、仪器大小范围信息和仪器包容矩形信息，对每组仪器按照级数由低到高的顺序，分别进行相邻两级的仪器模型的自动布局操作，直到完成对各组仪器的布局操作，并将生成的布局结果输出到自动布线模块，所述的最少线交叉的自动布局方法，是在已知仪器间端口连接关系的基础上，通过两级仪器连接的级联关系矩阵，找到线交叉最少时的两级仪器排列情况，确定两级仪器的行布局。所述的自动布线模块根据输入的布局结果，生成待布线网，得到仪器连接路径和路径节点信息并存储到数据库模块中，采用朝向目标的线探索布线方法，完成布线操作，并将完成布线的仪器连接图以及布线失败路径信息作为绘制结果输出给绘制结果显示和保存模块，所述的朝向目标的线探索布线方法，是以带有预定目标的探索线段为基本元素，进行具有方向性和目标性的探索，探索线段以一个端点为起始点，通过不断选择试探点和在横纵向探索方向间的切换， 绕过障碍物，到达预定目标。所述绘制结果显示和保存模块将绘制结果显示给用户，并将布线失败路径信息保存到数据库模块中。应用上述自动生成平台的自动测试系统设计原理图的自动生成方法，具体包括以下步骤步骤一、用户通过仪器设备资源与连接约束关系的输入模块将仪器信息、信号类型、仪器的连接关系、仪器大小范围信息以及仪器包容矩形信息输入，并存储在数据库模块中；对数据库模块中存储的数据，用户通过数据库管理模块进行添加，修改和删除操作。步骤二、用户通过参数选择和预处理模块，根据绘制的需要选择信号类型，然后参数选择和预处理模块从数据库模块中选取与所选择信号类型相关的仪器设备信息和仪器设备的连接关系，根据仪器所属的不同信号类型，对仪器进行分组，再按照仪器的不同功能，以仿真仪器、仿真调理仪器、开关仪器、验证调理仪器和验证仪器的顺序，对各组仪器进行定级，以确保图纸中 信号走线连接的仪器类型从左至右依次为仿真仪器、仿真调理仪器、 开关仪器、验证调理仪器和验证仪器，最后参数选择和预处理模块将分组、定级后的数据输出到自动布局模块。步骤三、自动布局模块将分组、定级后的数据，根据基于最少线交叉的自动布局方法，从数据库模块中获取相关仪器的仪器信息、信号类型、仪器的连接关系、仪器大小范围信息以及仪器包容矩形信息，对每组仪器按照级数由低到高的顺序，分别进行相邻两级的仪器模型的自动布局操作，直到完成对各组仪器的布局操作，最后自动布局模块将布局结果输出给自动布线模块。步骤四、自动布线模块根据输入的布局结果生成待布线网，然后采用朝向目标的线探索布线方法，完成布线操作并将完成布线的仪器连接图以及布线失败路径信息作为绘制结果输出给绘制结果显示和保存模块。所述的待布线网的生成具体是读取布局结果， 选择相邻两级仪器中端口数目较大的一级仪器作为布线的起点，并对该级仪器的每一个仪器，按照仪器中心端口开始向两端扩散布线的原则确定仪器端口布线的顺序，生成仪器端口连接的本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种自动测试系统设计原理图的自动生成平台，其特征在于，包括：仪器设备资源与连接约束关系的输入模块（１）、数据库模块（２）、数据库管理模块（３）、参数选择和预处理模块（４）、自动布局模块（５）、自动布线模块（６）以及绘制结果显示和保存模块（７）；所述的仪器设备资源与连接约束关系的输入模块（１）用于将用户输入的数据传送给数据库模块（２）中进行保存，所述的用户输入的数据包括：仪器信息、信号类型、仪器的连接关系、仪器大小范围信息以及仪器包容矩形信息；所述的数据库管理模块（３）用于对数据库模块（２）中存储的数据进行添加、修改和删除操作；所述的参数选择和预处理模块（４）根据用户选择的信号类型，从数据库模块（２）中选取与所选择信号类型相关的仪器信息和仪器的连接关系，根据仪器所属的信号类型，对仪器进行分组，再按照仪器的功能，以仿真仪器、仿真调理仪器、开关仪器、验证调理仪器和验证仪器的顺序，对各组仪器进行定级，以确保图纸中信号走线连接的仪器的类型从左至右依次为仿真仪器、仿真调理仪器、开关仪器、验证调理仪器和验证仪器，并将分组、定级后的数据输出到自动布局模块（５）；所述的自动布局模块（５）根据参数选择和预处理模块（４）输入的数据，采用基于最少线交叉的自动布局方法，从数据库模块（２）中获取相关仪器的数据：仪器的连接关系、仪器的信息、仪器大小范围信息和仪器包容矩形信息，对每组仪器按照级数由低到高的顺序，分别进行相邻两级仪器的自动布局操作，直到完成对各组仪器的布局操作，并将生成的布局结果输出到自动布线模块（６），所述的最少线交叉的自动布局方法，是在已知仪器间端口连接关系的基础上，通过两级仪器连接的级联关系矩阵，找到线交叉最少时的两级仪器排列情况，确定两级仪器的行布局；所述的自动布线模块（６）根据输入的布局结果，生成待布线网，得到仪器连接路径和路径节点信息并存储到数据库模块（２）中，采用朝向目标的线探索布线方法，完成布线操作，并将完成布线的仪器连接图以及布线失败路径信息作为绘制结果输出给绘制结果显示和保存模块（７），所述的朝向目标的线探索布线方法，是以带有预定目标的探索线段为基本元素，进行具有方向性和目标性的探索，探索线段以一个端点为起始点，通过不断选择试探点和在横纵向探索方向间的切换，绕过障碍物，到达预定目标；所述绘制结果显示和保存模块（７）将绘制结果显示给用户，并将布线失败路径信息保存到数据库模块（２）中。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：路辉，牛瑞瑶，白鹤，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：11