可测试性设计
ATE的可测试性设计
总结： 5. 总结：
PCBA的可测试性，涉及PCB布局设计，硬件设计和软件设计。每 一开发环节完成后，设计工程师都应该站在“可测试”的角度 查检设计是否满足测试的要求。 测试点的预留，PCB布局上的实现方式，软件的支持方式，都要 与ATE设计兼容。这对顺利快速地导入可靠的ATE测试，有非常 重要的意义。
ICT在线回路测试 1.2 ICT在线回路测试
ICT主要是针对待测试产品网络节点间的通断路，器件的焊接，器件的参 数性能。 通过数百毫伏电压和数十毫安以内电流对电子器件进行分立隔离测试，从 而精确地测出所装电阻、电感、电容、二极管、三极管、可控硅、场效应 管、集成块等通用和特殊元器件的漏装、错装、参数值偏差、焊点连焊、 线路板开短路等故障，并将故障是哪个元件或开短路位于哪个点准确告诉 用户。 除了传统意义上的测试，ICT还集成了用于处理器测试的Boundary Scan (边界扫描), Tree Chain(树链测试)等，集成了各种总线接口，方便地实现 板级芯片的在线烧录，把烧录整合到测试中，方便下一工站的功能测试。
测试实例2 4.2 测试实例2
2. 数字输入
测试设置：PLC必须被短接片短接至24V。 测试方法：默认时，DSP能识别X1-3电压为高；当单片机板拉低 X1-24是，DSP能识别到X1-3被置低。 可测试性设计：硬件要留有X1-24的测试点； 软件要能方便识别X1-3端子状态。
测试实例3 4.3 测试实例3
1.5 各种检测手段的比较
AOI检测侧重恰当的位置是否安装有恰当的器件。 不足：从外观的角度进行检测，不能检测错料，虚焊，器件极性反向，器件失 不足： 效等。 ICT静态检测电路的开短路故障；动态独立测试电子器件的功能，进行“器件级” 的功能测试。 不足： 不足：需要较多的测试点，实际应用中，往往通过降低测试覆盖率的方式来保 证产品信号的完整性和抗干扰能力。另外，能够有效地查找在SMT组装过程中发 生的各种缺陷和故障，但是它不能够评估整个线路板所组成的系统的总体性能。 FT从整板的角度验证待测试产品的“输入”和“输出”性能。 不足： 不足：由于是验证待测试产品的整体性能，测试留有盲区。比如：器件性能降 低，旁路电容未装，并联的数个电容中一个失效，连接器或跳线未安装。 人工目检主要是针对测试盲区，弥补前面测试中的漏洞。 不足：难于保证目检的规范，目检的效果。不能像自动测试一样可靠。 不足：
芯片设计中的可测试性设计技术有哪些
芯片设计中的可测试性设计技术有哪些在当今的科技时代，芯片作为各种电子设备的核心组件，其性能和质量直接影响着设备的运行效果。
而在芯片设计过程中，可测试性设计（Design for Testability，DFT）技术起着至关重要的作用。
它不仅有助于提高芯片的测试效率和质量，还能降低测试成本，确保芯片在投入使用前能够满足预期的性能和可靠性要求。
那么，芯片设计中的可测试性设计技术究竟有哪些呢？扫描测试（Scan Testing）是一种常见且重要的可测试性设计技术。
简单来说，它就像是给芯片内部的逻辑电路建立了一条“快速通道”。
在正常工作时，电路按照设计的功能运行；而在测试模式下，这些逻辑电路会被重新配置成一系列的移位寄存器，也就是所谓的“扫描链”。
测试数据可以通过这些扫描链逐位地加载到电路中，然后再逐位地读取出来，从而实现对芯片内部逻辑的全面检测。
这种技术大大提高了测试的覆盖率，能够有效地发现潜在的故障。
内建自测试（BuiltIn SelfTest，BIST）技术则是让芯片具备自我检测的能力。
想象一下，芯片内部有一个专门的模块，就像一个“小医生”，能够自动产生测试向量并对芯片的关键部分进行测试，然后将测试结果与预期结果进行比较。
BIST 技术可以用于测试存储器、逻辑电路等，减少了对外部测试设备的依赖，提高了测试的自主性和效率。
边界扫描（Boundary Scan）技术主要用于解决芯片引脚和电路板之间的连接测试问题。
通过在芯片的输入输出引脚处添加边界扫描单元，形成一个边界扫描链，可以方便地检测芯片引脚之间的连接是否正常，以及电路板上的走线是否存在断路或短路等故障。
这对于复杂的电路板系统的测试和故障诊断非常有帮助。
还有一种技术是存储器内建自修复（Memory BuiltIn SelfRepair，MBISR）。
存储器在芯片中占据着重要的地位，但也是容易出现故障的部分。
MBISR 技术能够在测试过程中检测到存储器的故障单元，并通过备用的存储单元来替换这些故障单元，从而实现存储器的自我修复，提高了存储器的可靠性。
第七章：可测试性设计(上课)
随着计算机技术的飞速发展和大规模集成电路的广泛应 用，智能仪器在改善和提高自身性能的同时，也大大增加了 系统的复杂性。这给智能仪器的测试带来诸多问题，如测试 时间长、故障诊断困难、使用维护费用高等，从而引起了人 们的高度重视。
自20世纪80年代以来，测试性和诊断技术在国外得到了 迅速发展，研究人员开展了大量的系统测试和诊断问题的研 究，测试性逐步形成了一门与可靠性、维修性并行发展的学 科分支。
（2）可测试性的标准
可测试性的概念最早产生于航空电子领域，1975年由Liour等 人在《设备自动测试性设计》中最先提出 1985年美国颁布的MIL-STD 2165----《电子系统和设备测试 性大纲规定了可测试性管理、分析、设计与验证的要求和实施 方法，是可测试性从维修性分离出来，作为一门独立的新学科 确立的标志。 我国现在执行的两部相关的测试性大纲，分别是1995年颁布 的GJB 2547《装备测试性大纲》以及1997年颁布的HB 7503
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7.3 机内测试技术--BIT(Built IN Test)
BIT简介 常规BIT技术 智能BIT技术
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一、BIT简介
◆ BIT的由来： 传统的测试主要是利用外部的测试仪器对被测设 备进行测试； 所需测试设备费用高、种类多、操作复杂、人员 培训困难，而且只能离线检测； 随着复杂系统维修性要求的提高，迫切需要复杂 系统本身具备检测、隔离故障的能力以缩短维修 时间； BIT在测试研究当中占据了越来越重要的地位， 成为维护性、测试性领域的重要研究内容； 在测试性研究中，BIT技术应用范围越来越广， 正发挥着越来越重要的作用。
《测试性预计程序》。
(3)产品的测试性组成
• 1.产品的固有测试； • 2.产品外部测试。
可测性设计
5
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可测性设计的重要概念
❖ 可测性 Testability = Controllable + Observable ➢ Controllable 可控性
➢ 有支持边界扫描测试功能的软件系统（用于建立边界扫描 测试所需要的各种文件和执行边界扫描测试，比如ASSET InterTech公司的ScanWorks 和法国Temento公司的 DiaTem ）
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边界扫描技术
❖ 选择集成电路 ➢ 在设计数字电路板时，应尽可能选择支持IEEE1149.1标
指能够对电路中每个内部节点进行复位和置位的能力 ➢ Observable 可观性
指不论用直接还是间接的方式都能观察到电路中任一个 内部节点状态的能力
6
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可测性设计的重要概念
❖ 测试矢量与测试码自动生成(ATPG) （Automatic Test Pattern Generation)
➢ 测试矢量是每个时钟周期应用于管脚的用于测试或者操作 的逻辑1和逻辑0的数据
有三类方法：a、Ad hoc 测试
b、基于扫描的方法
c、BIST（Built in Self Test）
➢ Ad hoc 测试：即专项测试，按功能基本要求设计电路， 采取一些比较简单易行的措施，使他们的可测性得到提高
➢ SCAN扫描测试：Full Scan、 Boundary Scan 和 Partial Scan
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边界扫描技术
❖ 数字电路板使用边界扫描测试方法有三个前提条件：
➢ 电路板上使用的集成电路（IC）支持边界扫描标准 IEEE1149.1（目前ALTERA、XILINX和 LATTICE的主要系 列的大规模可编程逻辑集成电路都支持IEEE1149.1 ）
DFT概念及三种可测性技术介绍
DFT概念及三种可测性技术介绍DFT概念及三种可测性技术介绍
电子元件知识5月8，在集成电路(Integrated Circuit，简称IC)进入超大规模集成电路时代，可测试性设计(Design for Test,简称DFT)是电路和芯片设计的重要环节，它通过在芯片原始设计中插入各种用于提高芯片可测试性(包括可控制性和可观测性)的硬件逻辑，从而使芯片变得容易测试，大幅度节省芯片测试的成本。
三种常见的可测性技术
扫描路径设计(Scan Design)
扫描路径法是一种针对时序电路芯片的DFT方案.其基本原理是时序电路可以模型化为一个组合电路网络和带触发器(Flip-Flop，简称FF)的时序电路网络的反馈。
内建自测试
内建自测试(BIST)设计技术通过在芯片的设计中加入一些额外的自测试电路，测试时只需要从外部施加必要的控制信号，通过运行内建的自测试硬件和软件，检查被测电路的缺陷或故障。
和扫描设计不同的是，内建自测试的测试向量一般是内部生成的，而不是外部输入的。
内建自测试可以简化测试步骤，而且无需昂贵的测试仪器和设备(如ATE设备)，但它增加了芯片设计的复杂性。
边界扫描测试
为了对电路板级的逻辑和连接进行测试，工业界和学术界提出了一种边界扫描的设计，边界扫描主要是指对芯片管脚与核心逻辑之间的连接进行扫描。
数字信号处理DFT(Discrete Fourier Transform)x(n)经过截断后[根据谱分辨率要求截断多长]，为有限长的序列，DFT的结果是有限长的，正好是对该有限长序列连续谱[DTFT]的在0~2pi上的等间隔采样，适合于计算机处理;而DFT又有FFT快速傅里叶变换算法，因此在各领域中得以广泛应用。
当然截断带来截断效应。
如何进行系统架构的可测试性设计
如何进行系统架构的可测试性设计在软件开发过程中，系统架构是至关重要的一步，它决定了软件系统的整体结构和功能。
而可测试性设计则是指在架构设计过程中考虑到如何使软件系统易于进行测试。
一个具有良好可测试性的系统，可以有效地降低软件开发和维护的成本，提高软件质量和可靠性。
本文将介绍如何进行系统架构的可测试性设计。
一、模块化设计模块化设计是系统架构中重要的一环，它可以将软件系统的功能划分为不同的模块。
在可测试性设计中，我们需要将这些模块进行适当的划分，使得每个模块的功能单一且独立，便于进行单元测试。
同时，模块之间的接口应该清晰明确，以便进行集成测试。
通过合理的模块化设计，可以有效地提高系统的可测试性。
二、抽象接口定义在系统架构的可测试性设计中，抽象接口的定义是非常关键的一步。
通过抽象接口的定义，可以将模块之间的依赖关系降低到最低程度，从而使得每个模块都可以独立地进行测试。
同时，抽象接口的定义也可以减少对具体实现的依赖，从而使得测试更加方便和灵活。
三、依赖注入依赖注入是一种通过外部提供依赖对象的方式，可以有效地降低模块之间的耦合度。
在系统架构的可测试性设计中，采用依赖注入的方式可以使得不同模块的依赖关系更加清晰，并且可以方便地替换依赖对象进行测试。
通过合理地利用依赖注入，可以提高系统的可测试性和可维护性。
四、模拟和测试驱动开发模拟和测试驱动开发是软件开发中常用的技术，可以有效地提高系统的可测试性。
在系统架构的可测试性设计中，可以利用模拟对象来模拟那些难以测试的外部依赖，从而使得测试更加灵活和高效。
同时，采用测试驱动开发的方式可以确保系统在开发过程中能够通过各种测试用例的验证，从而提高系统的稳定性和可测试性。
五、日志和调试信息在系统架构的可测试性设计中，合理地使用日志和调试信息是非常重要的一点。
通过在系统的关键点添加适当的日志输出和调试信息，可以方便地观察系统的运行情况，从而更好地进行测试和调试工作。
同时，日志和调试信息的记录也可以对系统的性能进行监控和分析，从而提高系统的可测试性和可靠性。
软件测试中的可维护性和可测试性设计
软件测试中的可维护性和可测试性设计在软件测试过程中，可维护性和可测试性设计是非常重要的方面。
软件测试是验证和确认软件产品是否符合预期需求的过程，而可维护性和可测试性设计的目的是为了提高软件的质量和可靠性。
本文将介绍软件测试中可维护性和可测试性设计的相关概念、原则和方法，并探讨其在软件测试中的应用。
一、可维护性的设计可维护性是指软件系统在运行过程中保持易于理解、修改和维护的能力。
在软件开发过程中，正确的可维护性设计可以有效地减少软件维护过程中的时间和成本。
以下是一些可维护性设计的重要原则：1. 模块化设计：将软件系统划分为小的独立模块，各模块之间的接口简单清晰，便于修改和维护。
2. 合理的命名规范：采用有意义的变量名、函数名和类名，便于理解和修改代码。
3. 适当的注释：对代码进行适当的注释，解释代码的功能和实现方式，便于理解和修改代码。
4. 规范化的代码风格：统一的代码风格，便于阅读和维护代码。
5. 错误处理机制：合理处理异常和错误情况，避免程序崩溃或产生不可预测的结果。
二、可测试性的设计可测试性是指软件系统是否易于进行测试的性质。
可测试性设计可以使得测试过程更加高效和有效，提高测试的覆盖率和发现缺陷的能力。
以下是一些可测试性设计的重要原则：1. 模块独立性：模块之间的耦合度越低，测试越容易进行，因此在设计过程中应尽量保持模块的独立性。
2. 可分离的接口：模块之间的接口应该是可分离的，这样可以独立测试每个模块的功能和接口。
3. 可控制的输入和输出：设计时应考虑输入和输出的可控性，以便更好地进行测试和验证。
4. 易于重现的环境：为了方便测试和调试过程，应提供一个能够重现测试环境的方法。
5. 可测量的程序状态：软件系统在运行过程中应保持可被测量的状态，以方便测试过程中对系统状态的监控和分析。
三、应用案例在实际软件测试过程中，可维护性和可测试性设计的应用是非常重要的。
以下是一个应用案例：假设某公司开发了一个在线购物平台的软件系统。
可测试性设计技术
系统测试的目的是验证软件系 统是否符合需求规格，以及是
否能够正常地运行。
系统测试通常在集成测试之后 进行，以确保整个软件系统的
稳定性和可靠性。
系统测试可以发现软件系统中 的缺陷、漏洞和性能问题。
验收测试
01
验收测试是对软件系统的一种评估，以确定它是否满足用户需求和预 期结果。
详细描述
在测试过程中，测试数据的质量直接影响到测试结果的可信度。因此，需要管理好测试数据，确保其质量和一致 性。这包括数据的生成、存储、保护和使用等方面。有效的测试数据管理可以提高测试的效率和可靠性，降低测 试成本和风险。
自动化测试工具
总结词
自动化测试工具是用于执行自动化测试的软件工具，它能够提高测试效率和准确性，减 少人为错误和重复工作。
详细描述
TDD的基本原则是在编写任何功能代码之前，先编写测试代码。这些测试代码描述了预期的功能行为 ，然后通过实现功能代码来满足这些测试。这种方法有助于提高代码质量和可维护性，降低软件缺陷 的风险。
行为驱动开发（BDD）
总结词
行为驱动开发是一种软件开发方法论，它强调从行为角度描述软件系统，并通过 明确的行为规格来驱动设计和开发。
详细描述
BDD关注的是系统的行为和功能，而不是具体的实现细节。它使用简洁明了的自 然语言来描述系统行为，以便各方利益相关者能够理解并达成共识。BDD通过明 确的行为规格来驱动设计和开发，确保最终的软件系统符合预期的行为。
测试数据管理
总结词
测试数据管理是确保测试数据的质量、一致性和可靠性的过程，它对于测试的有效性和可靠性至关重要。
02
验收测试通常由用户或客户进行，以确保软件系统能够满足实际应用 场景的需求。
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缺点：诊断故障的能力有限，通常只能 追踪到电路特定区域的故障，
无法精确到特定元件。
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功能测试的主要辅助测试仪
1.通用 a.仿真仪 -- Simulator b.逻辑分析仪 -- Logic Analyzer c.示波器 -- Oscilloscope d.万用表 -- Multi-meter e.信号发生器 -- Signal Generator etc.
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确定测试方案的根据
a.数量 b.重要性 c.复杂程度/尺寸 d.能承受的预算 e.应用技术（RT,CPU，模拟，数字,etc.） f.产品设计是否遵循可测试性原则
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不合格品分离机
作业台中间传送机
上料机
下料机
在线测试仪， 边界扫描仪，等等
各种功能测试设备
再流焊炉
SMT贴装机 全自动图象丝网印刷机
Program Development
missing,
bypass,
ICT low low
very fast tolerance, hi-speed parametric
2.技术上，及早发现生产工艺问题，促使工艺的不 断改进和完善。
必须迅速诊断出损坏的器件及其原因
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PCB及其电路的发展趋势
PCB小型化
越来越复杂的电路
放置测试点的空间越来越少
近年来，生产的潮流正向PCB小型化发展。成本、空 间缩减、更快的操作速度以及电路的合并是主要原因。
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加一专用信号 精品文档
专用检测器来检测 专用信号的感应值
3. 非向量测试技术 -- Vectorless Test a.电容耦合测试技术 b.结效应测试技术 c.射频电感测试技术
4.光学检查系统 -- Visual Inspection a.自动光学检测(automated optical inspection) b.自动激光三角测量(automated laser triangulation)
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测试在生产线上的应用
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三. 几种常见的测试技术
1. 制造缺陷测试 -- Manufacturing Defect Analyzer
只能针对模拟器件进行简单的装配故障测试。如电 阻、电容、二极管以及三极管等的opens、shorts 、 missing 等。
KTS2000，SCOPION
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In-Circuit Tester
-- PRESS FIXTURE -- Different fixture
for each different kind of PBA
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Flying-probe In-Circuit Tester
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需检查引脚的焊盘 产业化办公室
2.专用 针对不同类型的产品或系统
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四.主要测试技术的分析/比较
Table 1
Comparative Analyses of Test Processes
Program
opeFnasu, lts
Process Cost Development Test Speed shDoerttes,cted
Why ?
COST down
前提 保证产品故障检测覆盖率完全
使测试点数
目标
使夹具复杂度
Save TIME
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Benifits
• 减少通过设计到生产所需的时间 • 降低生产成本 • 最小化设计工程师在生产建立过程中的参与度 • 增进设计、工业工程和制造方面的合作与联系 • 降低产品初期及整个生命周期的费用 • 减少测试时间，消除生产延误 • 保证更有效的现场诊断与修理 • 提供更精确到器件和针级的诊断
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利用SMT技术所节省的空间通常用来添加更多的电 路，
导致使用更复杂的LSI电路、更大的数据总线、更多的
Fine-pitch 引脚，而用于网路的空间却越来越少。
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故障类型及比例
装配过程所造成的故障比例 （Opens,Shorts,Missing
Part)近九成。
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2. 在线测试 -- In Circuit Test
ICT是生产过程测试的最基本的方法，具有很强的 装配故障诊断能力。
a. 针床测试 ：适用于批量大、种类少，设计已定型的产品。
TESCON，GENRAD，TERADYN
b.飞针测试 ：适用于批量小，种类多，尚未成熟的产品。
TAபைடு நூலகம்AYA
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Multi Tester -- Vacuum Pump
Combine
IN-CIRCUIT TEST FUNCTION TEST
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7.功能测试 -- Functional Test
功能测试定义为输入激励和输出信号测量在电路 板上的应用，输出信号同一个期望结果相比较。
功能测试
验证功能
功能测试系统应能在设计速度下有效运行
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设计
-高故障覆盖 率
的功能测试系统的前提
-高可信度
a. 仿真技术可应用程度（生成测试程序）
b. 在有限投入与时间压力下能选择 的诊断
策略
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实现功能测试的方法
a.直接模拟实际操作 b.通用功能测试商业系统 c.自测试，直接加装诊断电路
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二. 测试
1. 测试作用/目的 2. PCB发展趋势 3. 常见故障类型和比例 4. 确定测试方案的根据 5. 应用
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测试的作用/目的：
1.经济上，可避免缺陷的产品交付用户，降低返修 率,减少库存，降低成本， 提高顾客满意度。
以尽可能低的测试成本实现最大的测试覆盖率
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可测试性设计
上海贝尔有限公司产业化办公室 范泽军
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一 .可测试性课题的由来
DFT-Design for Testability or Test 可测试性设计 是 可制造性设计 的重要组成之一
（DFM-Design for Manufacturing) DFA
DFM DFT
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5. X射线检查 -- X-RAY Test a.X射线透射法(Transmission X-ray) b.X射线分层法(X-ray Laminography)
6.边界扫描技术 -- Boundary Scan Test Normally combined with ICT
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