LK8820是一款源自工業(yè)應(yīng)用，并成功對(duì)接IC產(chǎn)業(yè)教育的集成電路測(cè)試一體機(jī)，具有優(yōu)良的性能和豐富的硬件資配置，簡(jiǎn)潔的測(cè)試指令系統(tǒng)，使其不僅可以滿足數(shù)字芯片、模擬芯片、數(shù)?；旌闲酒瑴y(cè)試，也可以作為電子創(chuàng)意設(shè)計(jì)的核心模塊使用。

作為國(guó)家級(jí)專精特新小巨人企業(yè)，朗迅科技在集成電路產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新和專業(yè)教育與人才培養(yǎng)方向持續(xù)發(fā)力，不斷創(chuàng)新促進(jìn)工業(yè)設(shè)備更好地融入IC測(cè)試和實(shí)訓(xùn)的教學(xué)環(huán)節(jié)。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的市場(chǎng)調(diào)研和技術(shù)籌備，通過(guò)兩個(gè)月的持續(xù)研發(fā)，朗迅科技完成了全面的LK8820軟件層升級(jí)改造，為設(shè)備注入了新的活力，使其逐漸成為數(shù)據(jù)時(shí)代的智能端。

LK8820的升級(jí)之路 ?新引擎，新起點(diǎn)?

一、基于Web和異步通信新架構(gòu)，提升系統(tǒng)穩(wěn)定性

LK8820測(cè)試機(jī)軟件系統(tǒng)本身具有較好的穩(wěn)定性，用戶水平的參差不齊是對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性最大的挑戰(zhàn)。在新的架構(gòu)上，LK8820測(cè)試機(jī)按照云設(shè)備的特點(diǎn)，將系統(tǒng)劃分為UI與用戶交互系統(tǒng)、Web與異步消息支持系統(tǒng)、設(shè)備管理子系統(tǒng)、測(cè)試機(jī)，分選機(jī)、指令調(diào)試CLI六個(gè)獨(dú)立的子系統(tǒng)。

01?測(cè)試機(jī)子系統(tǒng)增加了設(shè)備監(jiān)控和設(shè)備保活的功能，以管理和運(yùn)行用戶測(cè)試程序；

02?設(shè)備管理系統(tǒng)可監(jiān)控測(cè)試機(jī)子系統(tǒng)的內(nèi)存和心跳狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)任何模塊出現(xiàn)異常，便可完成模塊主動(dòng)恢復(fù)和復(fù)位；

03?Web與服務(wù)支撐系統(tǒng)是整個(gè)設(shè)計(jì)的核心，基于Tokio的RESTFUL異步消息處理系統(tǒng)，支持設(shè)備間廣播，組播，異步，準(zhǔn)同步通信；同時(shí)也是整個(gè)系統(tǒng)解耦合的基礎(chǔ)，其他模塊可借助Web服務(wù)系統(tǒng)提供的消息通道，實(shí)現(xiàn)模塊間的數(shù)據(jù)狀態(tài)共享和控制指令傳輸；

04?Web與異步消息支持系統(tǒng)為未來(lái)的云化保留了進(jìn)一步升級(jí)的空間。

二、百家爭(zhēng)鳴，擺脫路徑依賴

LK8820的升級(jí)改造從全面RUST化開(kāi)始。傳統(tǒng)的嵌入式開(kāi)發(fā)依賴于C/C++路徑，但C/C++靈活的指針和寬泛的語(yǔ)法約束對(duì)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)者要求較高，同時(shí)缺乏成熟的技術(shù)方案來(lái)融入最新UI技術(shù)，而Python，JS，RUST等語(yǔ)言恰好解決了以上不足。

Python基礎(chǔ)類型強(qiáng)大，支持庫(kù)豐富，覆蓋領(lǐng)域廣泛；JS動(dòng)態(tài)類型靈活，生態(tài)系統(tǒng)完善；RUST則是現(xiàn)代編譯器和IDE工具的加持下的聚集眾多語(yǔ)言長(zhǎng)處的集大成者，在高執(zhí)行效率的基礎(chǔ)上，具有著比C++更高的開(kāi)發(fā)效率和更合理的語(yǔ)法規(guī)則；同時(shí)提供了高效的包管理方案。使用RUST開(kāi)發(fā)LK8820，效率可達(dá)到C++的3倍以上。

RUST優(yōu)勢(shì)

1. 現(xiàn)代化的包管理和編譯方式

2. 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹昂献骰锇椤?/p>

3. 安全的“大管家”

4. 靈活的三方包接入方式

當(dāng)然，LK8820的軟件系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，依賴眾多的模塊和不同資源，朗迅科技技術(shù)團(tuán)隊(duì)運(yùn)用多語(yǔ)言協(xié)作的開(kāi)發(fā)方式，實(shí)現(xiàn)設(shè)備最優(yōu)化升級(jí)。

多語(yǔ)言協(xié)作的開(kāi)發(fā)方式

Python

解決包依賴和工程配置以及CICD的關(guān)鍵腳本，實(shí)現(xiàn)OCR算法的部分組件功能

ReactJS

實(shí)現(xiàn)UI界面和交互邏輯

RUST

實(shí)現(xiàn)Web與服務(wù)支撐系統(tǒng)，設(shè)備管理子系統(tǒng)，測(cè)試機(jī)，分選機(jī), 指令調(diào)試CLI等關(guān)鍵系統(tǒng)

C++

保留用戶模板程序接口和用戶使用方式不變

三、對(duì)接工業(yè)接口，提升設(shè)備互通能力，讓更多設(shè)備快速接入成為可能

作為一款廣泛使用的測(cè)試機(jī)，LK8820提供了大量的硬件資源，但在設(shè)備互聯(lián)和接口設(shè)置方面還不能擺脫私有的USB通信協(xié)議。同時(shí)，私有協(xié)議把LK8820系統(tǒng)和成熟的工業(yè)設(shè)備，例如探針臺(tái)，Handler機(jī)臺(tái)隔離開(kāi)來(lái)，無(wú)法集成和使用這些工業(yè)級(jí)的設(shè)備。

本次升級(jí)，朗迅科技技術(shù)團(tuán)隊(duì)優(yōu)先對(duì)設(shè)備接口進(jìn)行了升級(jí)，采用國(guó)際通用的儀器接口標(biāo)準(zhǔn)GPIB（General Purpose Interface Bus）協(xié)議接口作為測(cè)試機(jī)和分選機(jī)之間的通信技術(shù)方案。

升級(jí)后的LK8820使用最新的IEEE488.2為24芯接口，其中16條為信號(hào)線，其余為地線及屏蔽線。電纜兩端是雙列24芯疊式結(jié)構(gòu)插頭，包括接口與總線兩部分，接口部分是由各種邏輯電路組成，與各儀器裝置組合安裝，用于對(duì)傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行發(fā)送、接收、編碼和譯碼；總線部分是一條無(wú)源的多芯電纜，用做傳輸各種消息。

如圖所示，GPIB接口多為一公一母對(duì)接形式，可以通過(guò)接口的塔式連接，將多個(gè)智能設(shè)備接入總線電路；當(dāng)前可以支持15臺(tái)設(shè)備互聯(lián)，最大傳輸距離可以達(dá)到20M，傳輸速率可以達(dá)到1M/s，支持多個(gè)設(shè)備同時(shí)進(jìn)行通信。

本次升級(jí)并沒(méi)有停留在GPIB協(xié)議的接口上，通過(guò)集成和實(shí)現(xiàn)NI VISA協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了對(duì)PXI等硬件通信協(xié)議的支持，為軟件支持朗迅科技的產(chǎn)教一體測(cè)試機(jī)預(yù)留了技術(shù)空間，LK8820正式進(jìn)入工業(yè)接口的時(shí)代。

四、建設(shè)數(shù)據(jù)能力基礎(chǔ)，支持沉淀數(shù)據(jù)正本溯源

數(shù)據(jù)埋點(diǎn)和日志記錄是設(shè)備故障定位的一個(gè)重要數(shù)據(jù)來(lái)源，升級(jí)后的LK8820，用戶的任意動(dòng)作都有多個(gè)子系統(tǒng)來(lái)互相配合實(shí)現(xiàn)。傳統(tǒng)的日志方式去跟蹤用戶請(qǐng)求就變得困難。當(dāng)前，分布式追蹤在現(xiàn)代化監(jiān)控系統(tǒng)中已經(jīng)有了眾多完善的技術(shù)方案。升級(jí)后的LK8820考慮到未來(lái)的云化和數(shù)據(jù)收集的需要，基于Tokio的Tracing解決方案，采用分布式追蹤，可直接支持基于網(wǎng)絡(luò)的持續(xù)化存儲(chǔ)方案，不僅實(shí)現(xiàn)了分級(jí)和持續(xù)化的日志系統(tǒng)，也為用戶行為埋點(diǎn)做好了準(zhǔn)備。

五、IC原子測(cè)試指令，讓遠(yuǎn)程和虛擬化成為可能

當(dāng)前IC測(cè)試機(jī)多種多樣，使用方法千差萬(wàn)別，然而總體難以擺脫高端化的儀器的樣態(tài)，受制于工業(yè)總線的距離限制，僅能作為一個(gè)和DUT緊密靠近的測(cè)試儀表。這種獨(dú)占式的使用方式使得測(cè)試機(jī)在教學(xué)環(huán)節(jié)的利用率偏低，加上高昂的價(jià)格，無(wú)法滿足在教學(xué)過(guò)程中人手一臺(tái)，或在教學(xué)課堂上或者實(shí)訓(xùn)課堂上直接使用的需求，只能作為教學(xué)演示環(huán)節(jié)的展示使用。

對(duì)LK8820進(jìn)行云化和虛擬化是本次升級(jí)的重點(diǎn)目標(biāo)。通過(guò)對(duì)LK8820的指令和通信系統(tǒng)進(jìn)行重構(gòu)，引入IC原子測(cè)試指令的方式實(shí)現(xiàn)控制操作界面上位機(jī)和數(shù)字測(cè)試下位機(jī)單板分離。通過(guò)通用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作，控制上位機(jī)支持專用客戶端或Web服務(wù)，使遠(yuǎn)程化成為可能，下位機(jī)僅關(guān)注對(duì)IC原子測(cè)試指令進(jìn)行執(zhí)行，通過(guò)硬件分時(shí)并行處理的方式支持多人同時(shí)在線操作，通過(guò)任務(wù)堆棧存儲(chǔ)的方式支持多個(gè)用戶同時(shí)進(jìn)行調(diào)試，將一臺(tái)設(shè)備虛擬成多臺(tái)設(shè)備，大大降低教學(xué)環(huán)境建設(shè)的成本。

升級(jí)后的LK8820可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備與線上線下教學(xué)課堂和實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)的無(wú)縫對(duì)接，有效解決過(guò)去設(shè)備昂貴，部署難，利用率低，難以維護(hù)的問(wèn)題，更適合校園的教學(xué)場(chǎng)景。

六、未來(lái)之路， 更專業(yè)，更好玩

未來(lái)， LK8820將會(huì)沿著更專業(yè)的設(shè)備、更穩(wěn)定的技術(shù)、更多樣的模式等重要方向繼續(xù)砥礪前行。后續(xù)，朗迅科技將通過(guò)遠(yuǎn)程指令和WASM技術(shù)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)LK8820的云化和虛擬化，同時(shí)深耕數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)挖掘以實(shí)現(xiàn)智能代碼評(píng)分等功能，以更穩(wěn)定的技術(shù)實(shí)現(xiàn)工業(yè)測(cè)試機(jī)和教學(xué)的無(wú)縫融合。此外，朗迅科技也將持續(xù)擴(kuò)大LK8820連接設(shè)備的種類和數(shù)量，用更多更有趣的玩法來(lái)提升LK8820在實(shí)際學(xué)習(xí)和工作中的應(yīng)用，為院校教學(xué)與人才培養(yǎng)解鎖更多新模式。