Un conjunto de instrumentación basado en la Web
Pruebas reales en un mundo virtual

Abstract

Este paper propone un nuevo modo de integrar prácticas con equipos de medida avanzados en el marco de la Universidad, usando algunas características del WWW como la capacidad de mostrar documentos multimedia, la sencillez del lenguaje HTML y especialmente la estructura de red que posee la web. La idea básica consiste en que a un lado de la conexión hay un conjunto de instrumentos situados en cualquier lugar del mundo. Desde el otro lado se puede acceder a una descripción detallada del instrumento y al panel frontal del mismo mediante cualquier navegador por un grupo específico de usuarios. Esta conexión permite a los estudiantes aprender y practicar el uso de equipos de medida avanzados y llevar a cabo medidas reales con instrumentos que no están disponibles en la universidad.

1. Introducción

Las pruebas de dispositivos y sistemas VLSI son un paso fundamental en el desarrollo de procesos, dispositivos, caracterización de sistemas, monitorización de procesos, investigación sobre fiabilidad y análisis de fallos. Para los test eléctricos son ampliamente usados un cierto tipo de instrumentos como sistemas de caracterización VLSI, analizadores de parámetros de semiconductores, analizadores de red, osciloscopios digitales, generadores de funciones y analizadores de espectro.
Un curso de prácticas para estudiantes de microelectrónica sobre estos equipos sería deseable, pero no siempre es posible debido al coste de estos instrumentos. El alto precio de éstos instrumentos (por ejemplo alrededor de 16 millones de pesetas para un analizador de red) es una gran desventaja, porque los conceptos de los cursos de prácticas universitarias estándar no pueden ser aplicados. La compra de estos instrumentos unicamente para fines educativos es demasiado cara, y quedarán totalmente atrasados en algunos años. El tiempo de vida típico de un curso de prácticas universitarias es de alrededor de 10-15 años, lo cual no es compatible con la rápida evolución de la microelectrónica.
Aquí se presenta otra aproximación basada en el uso del World Wide Web, dirigida especialmente a estudiantes que necesitan experiencia en equipos industriales electrónicos avanzados.

2. El nuevo concepto

En cualquier laboratorio hay disponibles instrumentos avanzados que no siempre son usados al 100%. Con frecuencia no hay disponibles todo tipo de instrumentos. Generalmente, cada sitio está especializado en un tema específico como telecomunicaciones, ASICs, ensamblajes, diseño VLSI... pero los estudiantes deberían tener acceso a un conjunto amplio de instrumentos para obtener una mejor educación. Para salvar éste problema proponemos un nuevo concepto: las medidas y los instrumentos están separados geográficamente. En un lado, hay un conjunto de instrumentos, es decir, un número de instrumentos situados en cualquier parte del mundo, conectados por un bus de interfaz IEEE-488 estándar a una estación de trabajo conectada a Internet. Después, el panel frontal o las funciones significativas del instrumento están detalladas en una página web. El enlace entre ambas unidades permite a un grupo de usuarios específico el acceso al conjunto de instrumentos y la realización de medidas.

3. Implementación

La figura 1 muestra la estructura necesaria para añadir un instrumento al conjunto.



Figura 1 : Implementación de los instrumentos virtuales basados en el WWW


En su laboratorio debe haber en una estación de trabajo un programa para realizar medidas controlando la tarjeta GPIB conectada mediante el interfaz IEEE-488 a uno o más instrumentos. Además, la estación debe estar conectada al servidor web local. Debe haber una página web están definidos el panel frontal o las funciones significativas de los instrumentos y un software local controla el programa de medida usando los comandos HTML "post" y "get". Esta página es accesible mediante un navegador desde cualquier parte del mundo. Este tipo de implementación se beneficia de manera natural del servidor web y de la seguridad de UNIX. También es posible declarar una base de datos independiente de usuarios con acceso al conjunto de instrumentos.


4. Ejemplos

Actualmente estamos implementando el sistema descrito en la figura 1. El instrumento elegido es el conocido analizador de parámetros de semiconductores HP4145. La figura 2 muestra el panel frontal de este instrumento.



Figura 2 :  Panel frontal del HP 4145


La dirección de la página web correspondiente es http://www.ixl.u-bordeaux.fr/retwine.html , donde retwine significa "REmoTe World-wide Instrumentation NEtwork".

5. Prácticas en la Web

Este curso de prácticas está dirigido especialmente a estudiantes que necesitan experiencia con equipos electrónicos industriales avanzados. La tarea consiste en una investigación detallada de la funcionalidad, cualidades y límites de un sistema de análisis avanzado para el campo de la microelectrónica.

Este trabajo se supone dividido en dos fases:

Primero, la investigación se basa en la bibliografía acerca del instrumento (manual de usuario, textos del curso, que deberían estar disponibles en la red), y consiste en subrayar los puntos siguientes:

El uso y los campos específicos de aplicación.
Los principios de medida.
Las cualidades y limitaciones.

Después se propone a los estudiantes la parte práctica, la cual se divide también en dos partes:

Se requiere una práctica básica y preliminar para asegurar el correcto manejo del dispositivo y entender como obtener los datos básicos.
Esto va seguido de un tema más fuerte, que explora en la medida de lo posible las posibilidades avanzadas del instrumento.

Este concepto ha sido aplicado con los estudiantese de nuestro IUP (Institut Universitaire Professionnalise Genie Electrique et Informatique Industrielle) durante tres años obteniendo buenos resultados. Para llevar a cabo el nuevo concepto propuesto (separación geográfica de instrumentos y medidas), todo el material del curso estará disponible en el Web. Por ejemplo, los casos a estudio están bajo construcción.

6. Discusión

El conjunto de instrumentos en la Web aporta muchas ventajas además de las directamente relacionadas con el manejo del entorno de medidas en microelectrónica.

Los estudiantes están en contacto con instrumentos nuevos y avanzados que no pueden ser utilizados en un curso universitario tradicional.

Los estudiantes están en contacto con el entorno industrial e investigador.

Los estudiantes de paises en vías de desarrollo pueden usar los instrumentos más modernos.

La comunicación entre estudiantes de paises diferentes sobre un tema a traves de la creación de GIEs (Grupos de Interés Especial); se puede aplicar la misma filosofía más tarde en la industria para resolver problemas conjuntamente.

El control remoto de los instrumentos puede ser incluso usado desde otros continentes permitiendo un servicio nocturno de la máquina debido a la diferencia horaria.

 
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Traducción al Castellano: equipo Retwine UAM