智能仪器第7章-测试性设计概述课件.ppt

1、第七章 智能仪器可测试性设计（简述）主要内容 可测试性概述 固有测试性设计 机内自测试技术-BIT 设计实例复杂系统状态自测试-工业4.0-技术既服务 1.可测试性设计u可测试性与可测试性设计u测试性要求u测试方案u可测试性设计优点一、可测试性概述 可测试性（Testability）定义u 产品能够及时准确地确定其自身状态（如可工作，不可工作，性能下降等）和隔离其内部故障的设计特性。u 复杂系统（大型装备）健康状态在线监测评估，与可测试性密切相关。1.可测试性设计u可测试性设计目的与要求在仪器设备设计研制阶段，使系统具有自检测和为诊断提供方便的设计特性。尽可能少地增加硬件和软件，以最少的费用使

2、产品获得所需的测试能力，简便、迅速、准确地实现检测和诊断。u 工业4.0产品：装备实时状态信息获取评估 1.可测试性设计可测试性概述可测试性概述u可测试性设计优点提高故障检测的覆盖率；缩短仪器的测试时间；可以对仪器进行层次化的逐级测试;降低仪器的维护费用。u可测试性设计缺点额外的软/硬件成本；系统设计时间增加。2.可测试性优缺点二、机内测试技术-BITu BIT简介（Built-in Test）u 常规BIT技术u 智能BIT技术1.BIT简介 BIT的由来：传统测试：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

3、维护性要求的提高，迫切需要具备自检测、隔离故障的能力以缩短维修时间；BIT需求迫切，应用范围越来越广，正发挥着越来越重要的作用。BIT简介简介 BIT的定义 BIT是指系统、设备内部提供的检测、隔离故障的自动测试能力。系统主装备不用外部测试设备就能完成对系统、分系统或设备的功能检查、故障诊断与隔离以及性能测试，它是联机检测技术的新发展。1.BIT简介2.常规BIT技术数字BIT技术板内ROM式BIT微处理器BIT微诊断法内置逻辑块观察法边界扫描BIT模拟BIT技术比较器BIT电压求和BITl 板内ROM式BIT将存储在ROM中的测试模式施加到被测电路CUT中，然后将CUT的响应与期望的正常响应

4、GMR对比，据此给出测试“通过/不通过(GO/NOGO)”输出信号。2.常规BIT技术数字BIT常规常规BIT技术技术u微处理器BIT使用功能故障模型对微处理器进行全面有效的测试。该方法需要额外的测试程序存储器，需要辅助逻辑控制模块。2.常规BIT技术数字BITu微诊断法在微代码级别上进行微程序设计实现的诊断BIT技术。与运行在RAM或者ROM中的应用软件级别的BIT相比，不需要硬件增强，仅在代码级别执行就可以对硬件和软件进行测试。2.常规BIT技术数字BITu内置逻辑块观察法内置逻辑块观察器(BILBO)是一个多功能电路，通过2个工作方式控制位可以实现4种不同的功能配置：锁存器 移位寄存器

5、多输入信号特征寄存器(MISR)或者伪随机模式发生器(PRPG)；复位BILBO 作为测试复杂数字电路的有效方法，通过使用伪随机模式发生器PRPG和多输入信号特征寄存器MISR,BILBO可以进行信号特征分析。2.常规BIT技术数字BITu边界扫描测试技术是一种扩展的BIT技术。它在测试时不需要其他的辅助电路，不仅可以测试芯片或者PCB的逻辑功能，还可以测试IC之间或者PCB之间的连接是否存在故障。边界扫描技术已经成为VLSI芯片可测性设计的主流，IEEE也已于1990年确定了有关的标准，即IEEE11491。2.常规BIT技术数字BIT边界扫描的原理框图边界扫描的原理框图u边界扫描测试技术实

6、现2.常规BIT技术数字BITu比较器BIT在硬件设计中加入比较器，实现多种不同功能的BIT电路。通常都是将激励施加到被测电路CUT上，然后将CUT的输出连同参考信号送入比较器中；CUT的输出与参考信号进行比较之后，比较器输出通过不通过信号。2.常规BIT技术模拟BIT常规常规BIT技术技术u电压求和BIT 电压求和是一种并行模拟BIT技术。它使用运算放大器将多个电压电平叠加起来，然后将求和结果反馈到窗口比较器并与参考信号相比较，再根据比较器的输出生成通过不通过信号。这种技术特别适用于监测一组电源的供电电压。2.常规BIT技术模拟BIT智能智能BIT技术技术常规BIT技术有以下两个方面问题：功能相对简单，诊断技术单一；诊断能力差；虚警率高。3.智能BIT技术智能BIT主要研究内容 BIT智能设计 BIT智能检测 BIT智能诊断 BIT智能决策三、可测试性设计实例 1.RAM测试设计2.A/D,D/A测试三、可测试性设计实例 中国制造2025与世界工业4.0