智能儀器可測試性設(shè)計(jì)

智能儀器可測試性設(shè)計(jì)第一頁，共三十頁，2022年，8月28日主要內(nèi)容可測試性概述固有測試性設(shè)計(jì)機(jī)內(nèi)自測試技術(shù)---BIT設(shè)計(jì)實(shí)例第二頁，共三十頁，2022年，8月28日隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展和大規(guī)模集成電路的廣泛應(yīng)用，智能儀器在改善和提高自身性能的同時(shí)，也大大增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性。這就給智能儀器的測試帶來諸多問題，如測試時(shí)間長、故障診斷困難、使用維護(hù)費(fèi)用高等，從而引起了人們的高度重視。自20世紀(jì)80年代以來，測試性和診斷技術(shù)在國外得到了迅速發(fā)展，研究人員開展了大量的系統(tǒng)測試和診斷問題的研究，測試性逐步形成了一門與可靠性、維修性并行發(fā)展的學(xué)科分支。第三頁，共三十頁，2022年，8月28日可測試性是系統(tǒng)和設(shè)備的一種便于測試和診斷的重要設(shè)計(jì)特性，對各種復(fù)雜系統(tǒng)尤其是對電子系統(tǒng)和設(shè)備的維修性、可靠性和可用性有很大影響。可測試性設(shè)計(jì)要求在設(shè)計(jì)研制過程中使系統(tǒng)具有自檢測和為診斷提供方便的設(shè)計(jì)特性。具有良好測試性的系統(tǒng)和設(shè)備，可以及時(shí)、快速地檢測與隔離故障，提高執(zhí)行任務(wù)的可靠性與安全性，縮短故障檢測與隔離時(shí)間，進(jìn)而減少維修時(shí)間，提高系統(tǒng)可用性，降低系統(tǒng)的使用維護(hù)費(fèi)用。第四頁，共三十頁，2022年，8月28日可測試性概述可測試性與可測試性設(shè)計(jì)測試性要求測試方案可測試性設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)第五頁，共三十頁，2022年，8月28日可測試性概述可測試性可測試性（Testability）是指產(chǎn)品能夠及時(shí)準(zhǔn)確地確定其自身狀態(tài)（如可工作，不可工作，性能下降等）和隔離其內(nèi)部故障的設(shè)計(jì)特性?？煽刂菩?Controllability)可觀測性(Observability)可預(yù)見性(Predictability)第六頁，共三十頁，2022年，8月28日可測試性概述可測試性設(shè)計(jì)(DesignForTestability—DFT)是一種以提高產(chǎn)品測試性為目的的設(shè)計(jì)方法學(xué)。第七頁，共三十頁，2022年，8月28日可測試性概述測試性要求在盡可能少地增加硬件和軟件的基礎(chǔ)上，以最少的費(fèi)用使產(chǎn)品獲得所需的測試能力，簡便、迅速、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)檢測和診斷。第八頁，共三十頁，2022年，8月28日可測試性概述可測試性設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)1．提高故障檢測的覆蓋率；2．縮短儀器的測試時(shí)間；3．可以對儀器進(jìn)行層次化的逐級測試4．降低儀器的維護(hù)費(fèi)用?？蓽y試性設(shè)計(jì)缺點(diǎn)1．額外的軟/硬件成本；2．系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)間增加。第九頁，共三十頁，2022年，8月28日固有測試性設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)通用設(shè)計(jì)準(zhǔn)則第十頁，共三十頁，2022年，8月28日固有測試性是指僅取決于產(chǎn)品硬件設(shè)計(jì)，不依賴于測試激勵和響應(yīng)數(shù)據(jù)的測試性。它包括功能和結(jié)構(gòu)的合理劃分、測試可控性和可觀測性、初始化、元器件選用以及與測試設(shè)備兼容性等，即在系統(tǒng)和設(shè)備硬件設(shè)計(jì)上要保證其有方便測試的特性。它既支持BIT，也支持外部測試,固有測試性既有利于BIT，也支持外部測試設(shè)備，是滿足測試性要求的基礎(chǔ)。因此在測試性設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡早進(jìn)行固有測試性的分析與設(shè)計(jì)，避免返工和浪費(fèi)。第十一頁，共三十頁，2022年，8月28日固有測試性設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)

模塊劃分功能和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)元器件選擇第十二頁，共三十頁，2022年，8月28日固有測試性設(shè)計(jì)通用設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)功能劃分模擬電路設(shè)計(jì)數(shù)字電路設(shè)計(jì)傳感器電路設(shè)計(jì)光電電路設(shè)計(jì)第十三頁，共三十頁，2022年，8月28日機(jī)內(nèi)測試技術(shù)--BITBIT簡介常規(guī)BIT技術(shù)智能BIT技術(shù)第十四頁，共三十頁，2022年，8月28日BIT簡介BIT的由來

傳統(tǒng)的測試主要是利用外部的測試儀器（ETE）對被測設(shè)備進(jìn)行測試，ATE是ETE的自動化產(chǎn)物。由于ATE費(fèi)用高、種類多、操作復(fù)雜、人員培訓(xùn)困難，而且只能離線檢測，隨著復(fù)雜系統(tǒng)維修性要求的提高，迫切需要復(fù)雜系統(tǒng)本身具備檢測、隔離故障的能力以縮短維修時(shí)間。所以，BIT在測試研究當(dāng)中占據(jù)了越來越重要的地位，成為維修性、測試性領(lǐng)域的重要研究內(nèi)容。在測試性研究中，BIT技術(shù)應(yīng)用范圍越來越廣，正發(fā)揮著越來越重要的作用。第十五頁，共三十頁，2022年，8月28日BIT簡介BIT的定義定義1：BIT是指系統(tǒng)、設(shè)備內(nèi)部提供的檢測、隔離故障的自動測試能力。定義2：BIT的含義是：系統(tǒng)主裝備不用外部測試設(shè)備就能完成對系統(tǒng)、分系統(tǒng)或設(shè)備的功能檢查、故障診斷與隔離以及性能測試，它是聯(lián)機(jī)檢測技術(shù)的新發(fā)展。第十六頁，共三十頁，2022年，8月28日常規(guī)BIT技術(shù)通用BIT技術(shù)BIT通用設(shè)計(jì)性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則BIT測試點(diǎn)的選擇與配置第十七頁，共三十頁，2022年，8月28日常規(guī)BIT技術(shù)數(shù)字BIT技術(shù)板內(nèi)ROM式BIT微處理器BIT微診斷法內(nèi)置邏輯塊觀察法邊界掃描BIT第十八頁，共三十頁，2022年，8月28日常規(guī)BIT技術(shù)板內(nèi)ROM式BIT板內(nèi)只讀存儲器(on—boardROM)實(shí)現(xiàn)的機(jī)內(nèi)測試是一種由硬件和固件實(shí)現(xiàn)的非并行式BIT技術(shù)。該技術(shù)包括：將存儲在ROM中的測試模式施加到被測電路CUT中，然后將CUT的響應(yīng)與期望的正常響應(yīng)GMR對比，據(jù)此給出測試“通過/不通過(GO/NOGO)”輸出信號。第十九頁，共三十頁，2022年，8月28日常規(guī)BIT技術(shù)微處理器BIT微處理器BIT是使用功能故障模型來實(shí)現(xiàn)的，該模型可以對微處理器進(jìn)行全面有效的測試。該方法可能會需要額外的測試程序存儲器。此外，由于被測電路的類型不同，還可能需要使用外部測試模塊。該外部測試模塊是一個(gè)由中央處理單元CPU控制的電路，用于控制和初始化位于微處理器模塊內(nèi)的外圍控制器件。第二十頁，共三十頁，2022年，8月28日常規(guī)BIT技術(shù)微診斷法

微診斷法是一種在微代碼級別上進(jìn)行微程序設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的診斷BIT技術(shù)。與運(yùn)行在RAM或者ROM中的應(yīng)用軟件級別的BIT相比，該BIT不需要硬件增強(qiáng)途徑，僅在微代碼級別執(zhí)行就可以對硬件和軟件進(jìn)行測試。第二十一頁，共三十頁，2022年，8月28日常規(guī)BIT技術(shù)內(nèi)置邏輯塊觀察法內(nèi)置邏輯塊觀察器(BILBO)是一個(gè)多功能電路，通過2個(gè)工作方式控制位可以實(shí)現(xiàn)4種不同的功能配置：●鎖存器●移位寄存器●多輸入信號特征寄存器(MISR)或者偽隨機(jī)模式發(fā)生器(PRPG)；●復(fù)位BILBO。作為測試復(fù)雜數(shù)字電路的有效方法，通過使用偽隨機(jī)模式發(fā)生器PRPG和多輸入信號特征寄存器MISR,BILBO,可以進(jìn)行信號特征分析。第二十二頁，共三十頁，2022年，8月28日常規(guī)BIT技術(shù)邊界掃描測試技術(shù)邊界掃描技術(shù)是一種擴(kuò)展的BIT技術(shù)。它在測試時(shí)不需要其他的輔助電路，不僅可以測試芯片或者PCB的邏輯功能，還可以測試IC之間或者PCB之間的連接是否存在故障。邊界掃描技術(shù)已經(jīng)成為VLSI芯片可測性設(shè)計(jì)的主流，IEEE也已于1990年確定了有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，即IEEE1149．1。第二十三頁，共三十頁，2022年，8月28日邊界掃描的原理框圖第二十四頁，共三十頁，2022年，8月28日常規(guī)BIT技術(shù)模擬BIT技術(shù)比較器BIT在硬件設(shè)計(jì)中加入比較器，可以很容易地實(shí)現(xiàn)多種不同功能的BIT電路。在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，通常都是將激勵施加到被測電路CUT上，然后將CUT的輸出連同參考信號送人比較器中；CUT的輸出與參考信號進(jìn)行比較之后，比較器輸出通過／不通過信號。在某些應(yīng)用中，CUT的輸出必須經(jīng)過額外的信號處理電路進(jìn)行處理之后才能接到比較器上。第二十五頁，共三十頁，2022年，8月28日常規(guī)BIT技術(shù)模擬BIT技術(shù)電壓求和BIT電壓求和是一種并行模擬BIT技術(shù)。它使用運(yùn)算放大器將多個(gè)電壓電平疊加起來，然后將求和結(jié)果反饋到窗口比較器并與參考信號相比較，再根據(jù)比較器的輸出生成通過／不通過信號。這種技術(shù)特別適用于監(jiān)測一組電源的供電電壓。第二十六頁，共三十頁，2022年，8月28日智能BIT技術(shù)出現(xiàn)動因常規(guī)BIT技術(shù)在應(yīng)用中存在著諸多問題，歸納起來主要有以下兩個(gè)方面功能相對簡單，診斷技術(shù)單一