National Instruments ha pubblicato l'edizione 2016 della sua ricerca annuale dedicata alle prospettive del settore del collaudo automatico, frutto di un'indagine che ha coinvolto 35.000 clienti e partner della multinazionale americana.

Sono state identificate cinque tendenze che influenzeranno l'evoluzione del test in base a cinque tematiche principali: strategie commerciali, architettura, elaborazione, software e I/O.

Elaborazione

Raccogliere i dati dei test di produzione è una delle principali opportunità messa in evidenza dalla ricerca. Ad esempio, ogni anno le aziende che producono semiconduttori accumulano decine di terabyte di dati dai test di produzione, il cui valore intrinseco e l’impatto finale vanno persi. E la situazione sta peggiorando.

Fornire una base solida per l’analisi dei big data nelle fasi di produzione presenta due sfide principali. La prima riguarda la raccolta dei dati dai tester in un formato standardizzato, il loro rapido trasferimento, indipendentemente dal luogo in cui si trova il tester.

La seconda sfida concerne l’archiviazione dei dati per lunghi periodi, con la garanzia di un accesso semplice per l’analisi dettagliata. 

I dati di per sé sono privi di significato, finché non vengono analizzati.

Uno dei vantaggi principali dell’analisi dei big data è l’essere proattiva nell’analizzare in modo automatico, in pochi minuti, qualsiasi quantità di dati, 24 ore al giorno, 7 giorni su 7.

Eliminare il problema del ‘trovare un ago in un pagliaio’ rappresenta un cambiamento di paradigma per gli ingegneri che gestiscono i prodotti e il rendimento di una linea di produzione. Piuttosto che continuare a cercare i problemi, con il rischio di individuarli troppo tardi per effettuare cambiamenti significativi, l’accento viene posto sul modo di agire.

Qui entra in gioco l’analisi dei big data. I resposabili della produzione possono impostare una regola, capace di impedire qualsiasi calo nel rendimento statisticamente rilevante in ogni sito di collaudo dell’intera filiera.

Una volta attiva la regola, il motore allerta il personale addetto, in modo da agire entro pochi minuti, tutelando la produzione.

Software

Uno dei costi operativi maggiori associato ai sistemi di test automatizzati, soprattutto nel settore aerospaziale e della difesa, riguarda le spese di supporto e mantenimento da sostenere per tutto il ciclo vita del sistema.

Si pensi che nel 2015, il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti ha annunciato che il bombardiere B-52, presentato per la prima volta nel 1952, sarà operativo fino al 2044 con un ciclo vita di quasi 100 anni. Un caso forse estremo, ma certamente emblematico di un'esigenza comune a molti progetti.

Nel giro di un decennio, i fornitori di sistemi operativi sono passati dal rilascio di un singolo sistema operativo da mantenere per diversi anni, come Microsoft Windows XP (supportato per 13 anni) al paradigma odierno, che vede gli utenti dei dispositivi mobili pretendere aggiornamenti costanti, praticamente quotidiani.

Numerosi sistemi di collaudo tradizionali contengono diversi sistemi operativi (uno per ogni strumento ) e si rischia di dover eseguire test all’aggiornamento di ogni singolo sistema operativo.

Uno dei principali vantaggi offerti della piattaforme modulari, come VXI o PXI, è che un unico sistema operativo controlla tutti gli strumenti nello chassis o nel sistema.

Architettura

Oggi nei sistemi di collaudo si utilizza un sempre maggior numero di linguaggi di programmazione diversi.

Molte aziende preferirebbero standardizzare l'adozione di un unico linguaggio, piuttosto generico, da impiegare per tutti gli aspetti della progettazione del sistema di test: dai collaudi dei singoli componenti alla gestione dei test su tutta la linea di produzione.

Standardizzare su un unico linguaggio, tuttavia, presenta alcuni svantaggi, vincolando l'assunzione di personale qualificato alla conoscenza di un particolare linguaggio di programmazione, o ad affrontare costose migrazioni qualora esistano cospicui investimenti in programma scritti con linguaggi diversi.

Le aziende di test più qualificate devono ricorrere a un approccio più moderno per lo sviluppo dei sistemi di collaudo, realizzare un sistema eterogeneo adatto a più linguaggi, ciascuno con i propri vantaggi che possono essere sfruttati per realizzare sistemi di test più efficaci.

Qui entra in gioco il software per la gestione dei test, una vera a propria 'Stele di Rosetta' che consente di far convivere felicemente all'interno di uno stesso sistema di collaudo moduli software scritti in linguaggi diversi.

Si tratta di una tipologia di software offre agli utenti non soltanto un ambiente comune in cui poter lavorare con qualsiasi codice di test, ma completa anche le attività esecutive, come il sequenziamento, la chiamata di ciascun test, la gestione della registrazione dei dati e la generazione dei report.

Infine, le piattaforme di test, solitamente, comprendono il supporto di fornitori commerciali, che correggono e aggiornano continuamente il software di test, fronteggiando ulteriormente i costi di mantenimento e aumentando la sostenibilità a lungo termine dei sistemi di collaudo.

I/O

Per mantenere dei margini, mentre i prezzi medi scendono, le aziende devono ridurre il costo della progettazione e del collaudo dei semiconduttori.

Negli ultimi dieci anni, la profonda attenzione all'incidenza del costo del collaudo sul prezzo del prodotto finito ha prodotto un cambiamento significativo: dall’utilizzo di soluzioni ATE chiavi in mano si è passati a tester realizzati in-house e dai costi ottimizzati, basati su strumenti commerciali.

Il passaggio ad un approccio con tester personalizzato ha rappresentato nella produzione di semiconduttori un importante fattore di successo per le piattaforme di strumentazione modulare PXI, soprattutto perché gli strumenti modulari si sono rivelati eccellenti a livello di prestazioni.

Oggi, gli strumenti PXI garantiscono l’accuratezza di misura richiesta dall’R&D e la velocità necessaria per i test di produzione. Le aziende, di conseguenza, stanno utilizzando sempre più piattaforme di strumentazione modulare, per tutto il ciclo di progettazione, riducendo in modo diretto il costo associato ai risultati di misura corrispondenti.

Condividendo una programmazione comune e utilizzando la stessa tecnologia di misura di base per tutto il ciclo di progettazione, le aziende hanno ridotto il costo di sviluppo dei software di test e, infine, diminuito il time-to-market.

Strategie commerciali

Le aspettative per l’integrazione della tecnologia ad onde millimetriche (mmWave) nella connettività e nei protocolli di comunicazione definiti da IEEE e 3GPP sono molte alte.

La possibilità di sfruttare al meglio lo spettro radioelettrico disponibile con segnali a banda più ampia a  lunghezze d’onda inferiori, che richiedono componenti dalle dimensioni più ridotte e consentono la presenza di più antenne in poco spazio, dà la possibilità di gestire capacità di rete superiori e un maggior numero di utenti simultanei.

Le proposte divergenti sulle bande di frequenza da allocare per le prossime reti 5G generano incertezze sullo spettro da includere nello standard. A meno che non si tratti di sistemi di test flessibili, investire prima che gli standard siano definiti comporta un alto rischio di costi non recuperabili.

Mantenere i test flessibili non è semplice, a causa sia dei costi per il supporto di nuove frequenze, larghezze di banda, che dei costi per coprire gli investimenti fatti.

Un sistema di test efficiente dal punto di vista economico fornisce una piattaforma centrale, isolando i componenti funzionali per la modulazione, demodulazione, movimento dei dati ed elaborazione.

Un altro sconvolgimento ai vecchi metodi di test è l’integrazione delle tecnologie ad onde millimetriche con altri standard, per creare un sistema wireless multibanda, capace di gestire gli utenti e i dati in modo più produttivo.

Le piattaforme modulari, che hanno costituito la soluzione cardine per le attività di ricerca sulle reti 5G e le tecnologie a onde millimetriche, continueranno a essere alla base dei relativi sistemi di collaudo, fornendo soluzioni a basso costo, flessibili, adeguate alla crescente complessità delle applicazioni che utilizzano tecnologie ad altissima frequenza.