更专业、更稳定、更多样，LK8820的云化升级之路
LK8820是一款源自工业应用，并成功对接IC产业教育的集成电路测试一体机，具有优良的性能和丰富的硬件资配置，简洁的测试指令系统，使其不仅可以满足数字芯片、模拟芯片、数模混合芯片测试，也可以作为电子创意设计的核心模块使用。
作为国家级专精特新小巨人企业，朗迅科技在集成电路产业科技创新和专业教育与人才培养方向持续发力，不断创新促进工业设备更好地融入IC测试和实训的教学环节。经过长时间的市场调研和技术筹备，通过两个月的持续研发，朗迅科技完成了全面的LK8820软件层升级改造，为设备注入了新的活力，使其逐渐成为数据时代的智能端。
LK8820的升级之路 ✦新引擎，新起点✦
一、基于Web和异步通信新架构，提升系统稳定性
LK8820测试机软件系统本身具有较好的稳定性，用户水平的参差不齐是对系统稳定性最大的挑战。在新的架构上，LK8820测试机按照云设备的特点，将系统划分为UI与用户交互系统、Web与异步消息支持系统、设备管理子系统、测试机，分选机、指令调试CLI六个独立的子系统。
01 测试机子系统增加了设备监控和设备保活的功能，以管理和运行用户测试程序；
02 设备管理系统可监控测试机子系统的内存和心跳状态，一旦发现任何模块出现异常，便可完成模块主动恢复和复位；
03 Web与服务支撑系统是整个设计的核心，基于Tokio的RESTFUL异步消息处理系统，支持设备间广播，组播，异步，准同步通信；同时也是整个系统解耦合的基础，其他模块可借助Web服务系统提供的消息通道，实现模块间的数据状态共享和控制指令传输；
04 Web与异步消息支持系统为未来的云化保留了进一步升级的空间。
二、百家争鸣，摆脱路径依赖
LK8820的升级改造从全面RUST化开始。传统的嵌入式开发依赖于C/C++路径，但C/C++灵活的指针和宽泛的语法约束对设计开发者要求较高，同时缺乏成熟的技术方案来融入最新UI技术，而Python，JS，RUST等语言恰好解决了以上不足。
Python基础类型强大，支持库丰富，覆盖领域广泛；JS动态类型灵活，生态系统完善；RUST则是现代编译器和IDE工具的加持下的聚集众多语言长处的集大成者，在高执行效率的基础上，具有着比C++更高的开发效率和更合理的语法规则；同时提供了高效的包管理方案。使用RUST开发LK8820，效率可达到C++的3倍以上。
RUST优势
现代化的包管理和编译方式
严谨的“合作伙伴”
安全的“大管家”
灵活的三方包接入方式
当然，LK8820的软件系统是一个复杂的系统，依赖众多的模块和不同资源，朗迅科技技术团队运用多语言协作的开发方式，实现设备最优化升级。
多语言协作的开发方式
Python
解决包依赖和工程配置以及CICD的关键脚本，实现OCR算法的部分组件功能
ReactJS
实现UI界面和交互逻辑
RUST
实现Web与服务支撑系统，设备管理子系统，测试机，分选机, 指令调试CLI等关键系统
C++
保留用户模板程序接口和用户使用方式不变
三、对接工业接口，提升设备互通能力，让更多设备快速接入成为可能
作为一款广泛使用的测试机，LK8820提供了大量的硬件资源，但在设备互联和接口设置方面还不能摆脱私有的USB通信协议。同时，私有协议把LK8820系统和成熟的工业设备，例如探针台，Handler机台隔离开来，无法集成和使用这些工业级的设备。
本次升级，朗迅科技技术团队优先对设备接口进行了升级，采用国际通用的仪器接口标准GPIB（General Purpose Interface Bus）协议接口作为测试机和分选机之间的通信技术方案。
升级后的LK8820使用最新的IEEE488.2为24芯接口，其中16条为信号线，其余为地线及屏蔽线。电缆两端是双列24芯叠式结构插头，包括接口与总线两部分，接口部分是由各种逻辑电路组成，与各仪器装置组合安装，用于对传输的信息进行发送、接收、编码和译码；总线部分是一条无源的多芯电缆，用做传输各种消息。
如图所示，GPIB接口多为一公一母对接形式，可以通过接口的塔式连接，将多个智能设备接入总线电路；当前可以支持15台设备互联，最大传输距离可以达到20M，传输速率可以达到1M/s，支持多个设备同时进行通信。
本次升级并没有停留在GPIB协议的接口上，通过集成和实现NI VISA协议，实现了对PXI等硬件通信协议的支持，为软件支持朗迅科技的产教一体测试机预留了技术空间，LK8820正式进入工业接口的时代。
四、建设数据能力基础，支持沉淀数据正本溯源
数据埋点和日志记录是设备故障定位的一个重要数据来源，升级后的LK8820，用户的任意动作都有多个子系统来互相配合实现。传统的日志方式去跟踪用户请求就变得困难。当前，分布式追踪在现代化监控系统中已经有了众多完善的技术方案。升级后的LK8820考虑到未来的云化和数据收集的需要，基于Tokio的Tracing解决方案，采用分布式追踪，可直接支持基于网络的持续化存储方案，不仅实现了分级和持续化的日志系统，也为用户行为埋点做好了准备。
五、IC原子测试指令，让远程和虚拟化成为可能
当前IC测试机多种多样，使用方法千差万别，然而总体难以摆脱高端化的仪器的样态，受制于工业总线的距离限制，仅能作为一个和DUT紧密靠近的测试仪表。这种独占式的使用方式使得测试机在教学环节的利用率偏低，加上高昂的价格，无法满足在教学过程中人手一台，或在教学课堂上或者实训课堂上直接使用的需求，只能作为教学演示环节的展示使用。
对LK8820进行云化和虚拟化是本次升级的重点目标。通过对LK8820的指令和通信系统进行重构，引入IC原子测试指令的方式实现控制操作界面上位机和数字测试下位机单板分离。通过通用网络进行通信实现远程操作，控制上位机支持专用客户端或Web服务，使远程化成为可能，下位机仅关注对IC原子测试指令进行执行，通过硬件分时并行处理的方式支持多人同时在线操作，通过任务堆栈存储的方式支持多个用户同时进行调试，将一台设备虚拟成多台设备，大大降低教学环境建设的成本。
升级后的LK8820可以实现设备与线上线下教学课堂和实训实验的无缝对接，有效解决过去设备昂贵，部署难，利用率低，难以维护的问题，更适合校园的教学场景。
六、未来之路， 更专业，更好玩
未来， LK8820将会沿着更专业的设备、更稳定的技术、更多样的模式等重要方向继续砥砺前行。后续，朗迅科技将通过远程指令和WASM技术进一步实现LK8820的云化和虚拟化，同时深耕数据采集与数据挖掘以实现智能代码评分等功能，以更稳定的技术实现工业测试机和教学的无缝融合。此外，朗迅科技也将持续扩大LK8820连接设备的种类和数量，用更多更有趣的玩法来提升LK8820在实际学习和工作中的应用，为院校教学与人才培养解锁更多新模式。
