TSP工具包軟件的應(yīng)用說(shuō)明

引言

在一個(gè)需要快速開(kāi)發(fā)測(cè)試的行業(yè)中，有效的自動(dòng)化和便捷代碼的開(kāi)發(fā)需求比以往任何時(shí)候都顯得更加突出。企業(yè)在努力提高產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，更需要尋求更短的上市時(shí)間，合適的工具正是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵。Keithley TSP Toolkit程控開(kāi)發(fā)輔助工具，是一種新的腳本開(kāi)發(fā)環(huán)境，采用Keithley的TSP 指令并利用設(shè)備端可內(nèi)置腳本能力，使得程控軟件開(kāi)發(fā)變得比以往更加簡(jiǎn)單和高效。

在本應(yīng)用說(shuō)明中，我們將定義TSP和TSP Toolkit，并分享一些技巧和建議，幫助您利用這些工具來(lái)提高測(cè)試的吞吐量。

什么是TSP？

TSP是一種獨(dú)特的儀器自動(dòng)化命令集和編程語(yǔ)言。支持TSP的儀器配備了一個(gè)嵌入式腳本引擎，能夠執(zhí)行設(shè)備控制命令和基本的編程功能。

每臺(tái)支持TSP的設(shè)備都具有一套命令集，涵蓋設(shè)備的所有功能。除了像傳統(tǒng)的命令集一樣運(yùn)行，TSP也作為一種編程語(yǔ)言，提供了對(duì)設(shè)備控制的兩大重要優(yōu)勢(shì)：

■命令本身的語(yǔ)法類似于高級(jí)語(yǔ)言，例如C#或Python。

■設(shè)備能夠在不依賴設(shè)備專有命令集的情況下執(zhí)行for循環(huán)和while循環(huán)等基本的編程結(jié)構(gòu)。

借助TSP進(jìn)行測(cè)試自動(dòng)化，我們可以創(chuàng)建一個(gè)名為TSP腳本的文件，該文件包含部分或全部的測(cè)試流程。TSP腳本可以直接在設(shè)備上運(yùn)行，例如執(zhí)行掃描并進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，而不需要從遠(yuǎn)程通過(guò)指令控制，也不需要手動(dòng)配置前面板。與只能兼容SCPI命令的設(shè)備不同，支持TSP的設(shè)備可以將完整的腳本、函數(shù)或變量存儲(chǔ)在設(shè)備內(nèi)存中，從而在加載腳本后能夠獨(dú)立運(yùn)行。在編寫這些腳本時(shí)，TSP Toolkit顯然是不二之選。

TSP Toolkit

TSP Toolkit是以Microsoft Visual Studio Code (VS Code) 擴(kuò)展形式提供的一種新的腳本開(kāi)發(fā)環(huán)境，支持Keithley TSP設(shè)備（如源表 (SMU)、數(shù)字萬(wàn)用表 (DMM) 和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) (DAQ)等），并提供了許多改進(jìn)腳本開(kāi)發(fā)體驗(yàn)的功能。TSP Toolkit取代了之前的Keithley Test Script Builder (TSB)，在保留其所有功能的同時(shí)，還增加了更多的擴(kuò)展功能。

TSP Toolkit采用了基于Microsoft Visual Studio Code編輯器的現(xiàn)代化用戶界面 (UI)，。并配備了針對(duì)TSP語(yǔ)法的高亮顯示，從而提高代碼的可讀性。借助VS Code的擴(kuò)展功能，用戶還可以在多種編程語(yǔ)言之間進(jìn)行無(wú)縫切換，將TSP腳本的開(kāi)發(fā)集成到現(xiàn)有的工作流中。

此外，TSP Toolkit還提供了TSP命令的自動(dòng)補(bǔ)全功能、行內(nèi)幫助和懸浮幫助，用戶不必再手動(dòng)查閱龐雜的參考手冊(cè)來(lái)確認(rèn)命令用法和語(yǔ)法。

圖1：TSP Toolkit命令懸浮幫助功能的使用示例

TSP Toolkit還配備了一個(gè)設(shè)備面板，用戶可以通過(guò)該面板輕松連接到TSP支持的設(shè)備上。設(shè)備面板支持設(shè)備自動(dòng)加載功能。在設(shè)備面板中，查找并加載上的設(shè)備可以展開(kāi)，查看其型號(hào)、序列號(hào)、VISA地址、IP地址和端口號(hào)。

右鍵單擊已發(fā)現(xiàn)的設(shè)備，即可訪問(wèn)以下選項(xiàng)：

■固件升級(jí)

■重命名設(shè)備

■連接或斷開(kāi)設(shè)備

連接后，儀器終端將啟動(dòng)。這個(gè)終端的功能與Test Script Builder中的命令行終端類似，用戶可以一次連接多個(gè)設(shè)備，并與多個(gè)設(shè)備的終端同時(shí)交互。

圖2：TSP Toolkit設(shè)備面板右鍵菜單選項(xiàng)

圖3：TSP Toolkit儀器終端的使用示例

儀器終端可用于向設(shè)備發(fā)送單獨(dú)的TSP命令，甚至可以從預(yù)加載的腳本中調(diào)用函數(shù)。終端也是設(shè)備返回任何錯(cuò)誤信息或查詢響應(yīng)的地方。

圖4：TSP Toolkit腳本編輯器窗口右鍵菜單選項(xiàng)

要運(yùn)行您的腳本，則可以在腳本編輯器窗口的任意位置右鍵單擊，然后選擇“Send Script to Terminal”。如果您已與多個(gè)設(shè)備連接，并希望在所有已連接的設(shè)備上運(yùn)行該腳本，請(qǐng)選擇“Send Script to All Terminals”。

將腳本發(fā)送到設(shè)備并直接在設(shè)備上運(yùn)行，這種方法減少了總線上的交互次數(shù)，并將處理負(fù)荷從PC上轉(zhuǎn)移到了設(shè)備本身，從而提高了測(cè)試吞吐量。

從Test Script Builder (TSB) 中保存示例腳本

如果原先是Keithley Test Script Builder (TSB) 的用戶，那么會(huì)很熟悉其中包含了一個(gè)TSP示例腳本庫(kù)。TSP Toolkit允許用戶輕松遷移這些示例腳本以及已經(jīng)在TSB中開(kāi)發(fā)的腳本。

可以在計(jì)算機(jī)上找到TSB工作區(qū)域的文件，并將其復(fù)制到計(jì)算機(jī)的本地目錄中，將TSB示例腳本加載到TSP Toolkit中。可以通過(guò)在導(dǎo)航選項(xiàng)卡中右鍵單擊任意示例腳本，然后選擇“屬性”來(lái)找到TSB工作區(qū)域文件在計(jì)算機(jī)上的路徑。

圖5：Keithley Test Script Builder (TSB) 示例工作區(qū)域文件的路徑

在VS Code中，單擊“文件” -> “打開(kāi)文件夾”，然后打開(kāi)存儲(chǔ)的本地目錄。則能夠通過(guò)VS Code的資源管理器選項(xiàng)卡訪問(wèn)目標(biāo)目錄中的所有文件。

圖6：Microsoft Visual Studio Code資源管理器選項(xiàng)卡的使用示例

除了從TSB中導(dǎo)出示例腳本外，用戶還可以從Keithley官方的GitHub賬號(hào)資源中下載示例腳本。

TSP腳本編寫的提示和技巧

腳本規(guī)則

當(dāng)腳本被加載到運(yùn)行時(shí)環(huán)境中時(shí)，會(huì)創(chuàng)建一個(gè)與腳本名稱相同的全局變量，用于引用該腳本。

1. 腳本名稱必須是唯一的，且不能以數(shù)字開(kāi)頭。

2. 腳本名稱不能包含空格。

3. 腳本名稱的長(zhǎng)度必須少于27個(gè)字符。

4. 如果加載的腳本與現(xiàn)有腳本同名，則會(huì)生成一條錯(cuò)誤事件消息。在使用相同名稱創(chuàng)建新腳本之前，必須先刪除現(xiàn)有腳本。

5. 如果將修訂后的腳本以新名稱保存到設(shè)備中，則原始腳本仍會(huì)保留。

6. 用戶可以將腳本保存到設(shè)備的非易失性內(nèi)存中，以確保在設(shè)備關(guān)閉電源后不會(huì)丟失腳本。

注意

這些規(guī)則主要適用于那些通過(guò)USB或其他腳本語(yǔ)言（如Python）傳輸?shù)皆O(shè)備內(nèi)存中的腳本。

當(dāng)在TSP Toolkit中運(yùn)行腳本時(shí)，該擴(kuò)展通常會(huì)自動(dòng)為我們管理大部分規(guī)則，但腳本名稱的字符限制仍然適用。

命令別名 (Aliasing)

如果您不喜歡傳統(tǒng)TSP命令的命名方式，或者希望對(duì)命令進(jìn)行縮寫，可以使用別名 (aliasing) 功能。TSP命令是層級(jí)機(jī)構(gòu)，使用“.“分隔?？梢詫⑦@些層級(jí)的部分或全部命令存儲(chǔ)為一個(gè)變量，然后通過(guò)變量來(lái)調(diào)用命令。為每一層創(chuàng)建別名都將改善腳本的性能，并且提高命令的處理速度。

示例：如何為TSP命令創(chuàng)建別名

注意：在上面的示例中

第一行將兩層命令作為別名，dmm.measure被簡(jiǎn)化為dm。

第二行為一個(gè)枚舉值 (enum) 創(chuàng)建了別名，將dmm.FUNC_DC_CURRENT存儲(chǔ)為current。

第三行將前兩步創(chuàng)建的別名結(jié)合使用，將dm. func設(shè)置為current，即dmm. measure. func = dmm. FUNC_DC_CURRENT。

當(dāng)為函數(shù)命令（例如trigger.model.abort()）創(chuàng)建別名時(shí)，在定義別名時(shí)不包含括號(hào)。而是在調(diào)用別名函數(shù)（例如stop()）時(shí)，再添加括號(hào)。這種行為適用于任何作為函數(shù)的命令。

本地存儲(chǔ)和運(yùn)行腳本

TSP腳本還可以保存到儀器的內(nèi)存中。這使得腳本可以通過(guò)遠(yuǎn)程控制方案進(jìn)行訪問(wèn)，甚至可以在不依賴上位機(jī)程控的情況下，直接從儀器的前面板調(diào)用和運(yùn)行。

可以使用“l(fā)oadscript”和“endscript”關(guān)鍵字，將腳本發(fā)送并保存到儀器中。這在需要自動(dòng)交付腳本或通過(guò)現(xiàn)有的遠(yuǎn)程連接發(fā)送腳本時(shí)特別有用。

注意

在TSP Toolkit中運(yùn)行腳本時(shí)，不需要使用loadscript和endscript關(guān)鍵字。

這些關(guān)鍵字的用途是將腳本發(fā)送到儀器的內(nèi)存中并進(jìn)行存儲(chǔ)，但不立即執(zhí)行。

腳本將被保存到設(shè)備的非易失性內(nèi)存中，即使設(shè)備關(guān)機(jī)重啟，腳本也不會(huì)丟失。

如果使用TSP Toolkit，腳本可以在不使用loadscript和endscript關(guān)鍵字的情況下保存到儀器中。只需與目標(biāo)儀器建立連接，然后在儀器終端中輸入以下命令：

.script “path/to/scriptname.tsp” –save

此命令會(huì)將腳本保存在設(shè)備的非易失性內(nèi)存中，使其即使在關(guān)機(jī)后也能保留在設(shè)備中。

另一種方法，更適合小型安裝環(huán)境，是將TSP腳本保存在U盤中。支持TSP的儀器在前面板控制時(shí)，允許直接從U盤上運(yùn)行腳本，或?qū)⒛_本保存到設(shè)備的內(nèi)存中。如果U盤中的腳本名為“autoinstall.tsp”，那么當(dāng)U盤插入設(shè)備時(shí)，該腳本會(huì)自動(dòng)復(fù)制到設(shè)備的內(nèi)部腳本列表中，不需要手動(dòng)操作。

自動(dòng)執(zhí)行腳本

保存在U盤或設(shè)備內(nèi)存中的腳本可以被復(fù)制到設(shè)備的啟動(dòng)項(xiàng)中，添加到啟動(dòng)項(xiàng)中的腳本將在設(shè)備上電啟動(dòng)過(guò)程中自動(dòng)加載運(yùn)行。以下是一個(gè)示例腳本，該腳本會(huì)更改緩沖區(qū)大小，并將Keithley DMM6500（ 6?位臺(tái)式/系統(tǒng)數(shù)字萬(wàn)用表）的測(cè)量功能設(shè)置為電流測(cè)量。

通過(guò)TSP Toolkit將腳本保存到設(shè)備的啟動(dòng)序列中，可以將腳本命名“autoexec.tsp”。當(dāng)設(shè)備啟動(dòng)時(shí)，設(shè)備將始終在啟動(dòng)過(guò)程中自動(dòng)運(yùn)行該腳本，無(wú)需手動(dòng)操作。

應(yīng)用示例：使用Keithley 2450源表 (SMU) 進(jìn)行掃描

如前所述，在TSP Toolkit中打開(kāi)或開(kāi)發(fā)的腳本可以發(fā)送到終端，以便在連接的儀器上運(yùn)行。在圖7中，顯示了一個(gè)從Test Script Builder導(dǎo)入的示例腳本，該腳本在TSP Toolkit中被打開(kāi)并執(zhí)行。這個(gè)示例腳本的名稱為“2450_SweepI_MeasV.tsp“，亦可以從GitHub泰克官方賬號(hào)的示例庫(kù)頁(yè)面找到并進(jìn)行下載。該腳本控制2450表(SMU)，以101個(gè)步進(jìn)在-100 mA到100 mA的電流范圍內(nèi)進(jìn)行掃描。并且測(cè)量被測(cè)(DUT) 上的電壓，記錄相應(yīng)的電壓和電流數(shù)據(jù)。

電流和電壓的測(cè)量結(jié)果將被打印到終端。用戶可以將這些數(shù)據(jù)復(fù)制并粘貼到電子表格中，以便進(jìn)行進(jìn)一步的分析和繪制圖表。

圖7：在TSP Toolkit中運(yùn)行的2450_SweepI_MeasV.tsp示例腳本

在本應(yīng)用說(shuō)明中，測(cè)試的是一個(gè)帶有20 mΩ電阻的LED。下圖是腳本執(zhí)行完成后2450前面板的屏幕截圖，顯示了以圖表形式呈現(xiàn)回測(cè)到的數(shù)據(jù)。

圖8：在2450 SMU前面板的圖形視圖中顯示的測(cè)試數(shù)據(jù)曲線

由于Visual Studio Code具有高度的可擴(kuò)展性，TSP Toolkit作為擴(kuò)展之一與其他編程語(yǔ)言的擴(kuò)展并存。這意味著我們可以使用TSP Toolkit來(lái)編寫TSP腳本，然后在Python或其他框架中運(yùn)行該TSP文件。

下面的示例是一個(gè)Python腳本，它通過(guò)VISA驅(qū)動(dòng)程序連接到儀器，并使用for循環(huán)將“2450_SweepI_MeasV.tsp“腳本加載到儀器中。一旦腳本被加載到儀器的內(nèi)存中，用戶可以通過(guò)Python使用*.run()函數(shù)在儀器上執(zhí)行該腳本。

結(jié)論

使用TSP作為強(qiáng)大的腳本工具，可以增強(qiáng)儀器的整體功能，并通過(guò)更加快捷地創(chuàng)建和運(yùn)行測(cè)試腳本來(lái)提高工作效率。腳本允許用戶使用單個(gè)程序控制多個(gè)儀器，并顯著減少了總線上的通信。將邏輯操作與遠(yuǎn)程命令緊密結(jié)合，為實(shí)現(xiàn)多種新型的測(cè)試提供了更多的可能性，而TSP Toolkit使其入門變得比以往更加簡(jiǎn)單和高效。了解更多信息和獲取下載該工具，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)TSP Toolkit產(chǎn)品頁(yè)面。