CPTS

Embedded Systems sind in der Vergangenheit oft durch die elektrische Funktionalität bestimmt worden. Wenn ein Mikrocontroller als Steuerelement vorhanden war, hat die Software einen z.T. untergeordneten Beitrag zur Systemfunktionalität geliefert. Die Produktion solcher Embedded Systems basierte also wesentlich auf der elektrisch und mechanisch einwandfreien Bestückung von Leiterkarten. Der Produktionstest wurde direkt in der Fertigungslinie durch eine elektrische bzw. optische Prüfung realisiert (AOI oder z.B. ICT), meist durch ein stand-alone-Prüfgerät. Wenn ein Mikrocontroller verbaut wurde, so wurde er nur im Rahmen der finalen Produktivsoftware in den Test eingebunden.

Mittlerweile sind Embedded Systems ein Teil von Cyber Physical Systems. Die Komplexität und Funktionalität solcher Software-intensiven Systeme wird durch den Mikrocontroller, andere digitale Baugruppen und vor allem durch die Software geprägt. Der Produktionstest eines solchen Systems kann als reiner Elektroniktest (z.B. ICT) bzw. als Black Box Test nicht geleistet werden. Testsysteme, die komplexe Embedded Systems adäquat testen können, sind komplex in der Bedienung und teuer. EMS Dienstleister verwenden in der Produktion also zum heutigen Stand entweder komplexe Testsysteme wie die In-Circuit-Tester (ICT) mit vollem Funktionsumfang für elektrische und funktionale Tests oder aber selbstgebaute Prüfmittel.

Software-intensive Embedded Systems werden vom Hersteller an einen Abnehmer geliefert, der sie in seine Endprodukte (z.B. Geräte, Maschinen, Anlagen) einbaut. Auch bei diesem Abnehmer (OEM-Geschäft) muss ein Test erfolgen. Wesentliche Teile der Funktionalität lassen sich erst im finalen Produkt testen. Für Microcontroller-basierte, Software-intensive Embedded Systems besteht daher der Bedarf nach einer einfachen, kostengünstigen und vernetzbaren Testlösung zur Automatisierung des Testens bzw. Prüfens von elektronischen Baugruppen und zum Einsatz in heterogenen Entwicklungs- und Fertigungsnetzwerken.

Dieser Bedarf soll durch das zu entwickelnde Cyber Physical Test System (CPTS) adressiert werden. Das System besteht aus:

• einer standardisierten, einfachen „Testmaus“ (Beschreibung s.u.), die das Deviceunder-Test (DUT) mit Testprogrammen bespielt und die Testdurchführung steuert
• Anbaumodulen für standardisierte oder produktspezifische Test
• einer Anbindung über das Internet an eine Test-Cloud (Beschreibung s.u.)
• einer Benutzerschnittstelle, z.B. in Form ein Tablets

Zentrale Komponente ist die sogenannte „Testmaus“. Es handelt sich hier um ein kompaktes Modul, dass zum einen Kabel-basiert oder mit Funktechnologie (WLAN, Mobilfunk) an das Internet angebunden ist, zum anderen über Schnittstellen (Stecker) verfügt, die mit der zu testenden Baugruppe (Device-under-Test) verbunden werden.
Eine weitere wichtige Komponente ist die „Test-Cloud“. Diese server-basierte Software auf Basis einer z.B. als Open Source Software verfügbaren „Internet-of-Things-Platform“ über-
nimmt u.a. folgende Funktionen:

• Verwaltung der über das Internet angeschlossenen Testmäuse, Erkennung und Einbindung einer Testmaus nach dem Einschalten
• Konfiguration der Testmaus und des Device-under-Test (DUT) mit Software, Testprogrammen etc. (transparenter Durchgriff)
• Verwaltung der Testprogramme und Prüfdaten und -protokolle
• Authentifizierung der Benutzer (z.B. Entwicklungs- und Testingenieure), Benutzer- und Rechteverwaltung
• Testauswertung

Die beiden Teilprojekte der Fachhochschule Dortmund befassen sich mit den folgenden Themen:

• Entwicklung der serverbasierten Test-Cloud Lösung und des Benutzerinterfaces (Teilprojekt Sachweh, Fachbereich Informatik)
• Entwicklung FPGA-implementierter Messschaltungen für die Test-Maus (Teilprojekt Schulz, Fachbereich Elektrotechnik)