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航天測控-可測性設計的主要方法
    隨著技術的發展,系統復雜程度的增加,用戶測試與診斷維護的外部測試設備(ETE)逐漸由簡單的手工測試發展到高水平的自動化測試,但是外部測試不能滿足實時監控與診斷的要求,因而產生了機內測試(BIT)。根據摩爾定律,系統的基本組成單元——芯片的復雜度也越來越高,為了解決IC昂貴的端口代價和緊湊封裝帶來的觀測難題,邊界掃描測試技術以及針對CMOS電路的Iddq測試也逐漸成為有效提高芯片可測試性的重要手段。

  1、機內測試方法(BIT-Build Ln Test)

  所謂機內測試指任務系統或設備本身為故障檢測、隔離或診斷提供的診斷測試能力,即在系統內部設計專門的硬件和軟件或者利用部分功能杰檢測和隔離故障、監測系統本身善,使其自身能檢查是否在正常工作或確定何處發生了故障。機內測試技術是對被測對象實現可靠故障診斷的主要技術途徑。將機蛤測試技術和人工智能專家系統結合在一起,構成智能BIT獎在很大程度上解決測試過程中的故障診斷問題,如測試設備的二義性、測試耗時長、虛報警、故障不可復現、出現故障后重測正常等。機內測試設計為系統提供良好的可測性,機內測試與故障診斷技術可以為系統提供良好的實時監測,提高故障檢測率和故障隔離率,減少虛警率,縮短診斷時間。按照BIT的工作方式和時希不同,常見的BIT分為:連續BIT、周期BIT、啟動BIT、上電BIT、主動BIT、被動BIT、分布式BIT、集中式BIT等。目前,對BIT技術的研究主要集中在系統級BIT融合診斷與隔離技術、系統虛警分析與降虛警技術等幾個方面。

  系統級BIT融合診斷與隔離技術 復雜裝備一般由數字LRU、模擬LRU、機電LRU以及非電子LRU構成,其系統級BIT需要綜合來自各LRU的各種測試與診斷信息,確定系統的功能狀態,并將故障準確定位到相應的LRU。系統級BIT的特點對實現準確的故障診斷與隔離帶來了較大的困難,怎樣充分而恰當地利用各種LRU信息成為系統級BIT的關鍵問題。

  BIT系統虛警分析與降虛警技術 虛警問題一直是困擾BIT的主要問題之一,也是國際上的設計和驗證難題。研究表明,環境因素是導致BIT虛警的一個非常重要的原因,也是較難解決的一個問題。為解決虛警問題,國內外提出了若干技術途徑,如從測試系統設計、檢驗、診斷與決策四個方面分別采取降低虛警的策略、從BIT系統的信息獲取、信息處理、診斷決策等層次分別降低虛警等。

  2、邊界掃描測試方法

  邊界掃描技術是美國JTAG為解決VLSI等新型電子器件的測試問題,提出一種先進的測試和測試性設計技術,較完善地解決了系統設計的同時選取合適的測試和測試性設計問題。使用JTAG進行測試時,設計人員使用邊界掃描測試規范測試引腳步連接時,再也不必使用物理探針掃描測試是可測試性設計中普遍采用的一種方法,它典型的應用方式有四種:器件功能測試、互聯測試、邊界掃描鏈的完備性測試、器件存在性測試。從1990年開始,IEEE采納JTAG建議,形成了一系列邊界掃描技術標準。IEEE組織和JTAG組織于1990年共同推出了IEEE 1149.1邊界掃描標準,隨后又推出了模擬及數模混合信號電路的國際測試標準IEEE 1149.4,模塊級測試與維護總線國際標準IEEE 1149.5,高級數字化網絡的測試與可測性設計國際標準IEEE 1149.6和基于內嵌芯核的系統芯片(SOC)的國際測試與可測性設計標準IEEE P1500。這些標準的推出為可測性設計技術應用發展起到了關鍵的推動作用。

  3、Iddq測試

  Iddq測試的原理是無故障CMOS電路在靜態條件下漏電流非常小,而故障條件下漏電流變得非常大,可以設定一個閾值作為電路有無故障的判據。當Iddq被納入芯片系統的測試中時,它立即受到IC制造商和學者們的青睞,它的優點在于低廉有效,可以作為功能測試和基于固定故障測試方法的補充,它相對于基于電壓測試的方法來說代價是非常小。另一方面它可觀察性強,因為它不需要故障的傳輸,可以直接通過電源電流觀察。Iddq的缺點是隨著特征尺寸的縮小,每個晶體管亞閾值漏電流的增加,電路設計中門數的增加,電路總的泄漏電流也在增加,這樣分辨間距會大大縮小,當出再重疊時就很難進行有效的故障檢測和隔離。但盡管如此,由于Iddq實現的簡易性非常突出,所以仍然是目前可測性和系統測試技術的研究熱點。

  北京航天測控技術開發公司以通用測控產品為主,主要有六大類:基礎測試測量儀器,包括16大類230余種的VXI/PXI/LXI/CPCI/CAN/GPIB總線系列化儀器模塊及信號調理模塊;軟件及信息化產品,包括虛擬儀器測試開發環境和遠程分布式測試與故障診斷系統;通用測試系統,包括“廣靈通”通用測試平臺及其系列產品;測試與維修保障系統,包括“華佗”電子設備電路板維修測試與診斷系統及其系列產品和裝備維修測試與診斷系統;自動化控制系統,包括遙測遙控及工業自動化等系統產品;測試系統輔助配套產品。同時公司還可以根據用戶的具體需求,提供ATE/ATS、DCS/FCS的系統集成、方案設計、技術咨詢、軟件開發、結構設計以及遠程信息化測試、測試/診斷程序開發及技術培訓與維護等服務。

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