電子產品通用生產測試系統實現原理

摘要：電子產品在制造系統常用的檢驗方法主要有 ICT，信號回環測試，功能測試。上述各種的測試方法各有優缺點，適合不同的制造規模的生產企業采用。文章介紹了將ICT、信號回環測試、功能測試三者測試方法結合起來的一種通用的生產測試系統的實現原理。

關鍵詞：ICT；回環；功能測試

中圖分類號：TP274文獻標識碼：A文章編號：1006-8937（2011）20-0120-02

隨著近幾年電子產品，特別是嵌入式電子產品的快速發展，制造系統的各種測試方法也得到了快速的發展。不同的企業，不同的產品，需要選用適合的生產測試系統，來對生產的產品進行快速檢驗，提高測試的覆蓋率，降低成品的失效率。

具體選用ICT測試，信號回環測試，還是功能測試，需要根據電子產品的生產規模，測試設備的投入，企業的開發能力等決定。在很多情況下，結合ICT，功能測試原理，由企業自行開發適合企業使用的生產測試系統是一個不錯的選擇。

1主要測試方法簡介

ICT 全稱為IN CIRCUIT TEST，即在線測試儀，通過對在線電子元器件的電性能及電氣連接進行測試，從而來檢查生產系統的制造缺陷及元器件不良的一種測試手段。它通過檢查在線的單個元器件以及各電路網絡的開路、短路，可以發現器件缺件，錯件，立碑，虛焊等各種制造系統造成的缺陷。具有設備操作簡單、故障定位準確、維修簡單等特點。但ICT測試儀設備費用昂貴，投入較大；需要采用較多的測試點，對測試機構要求較高。ICT測試較適合大批量制造的代工企業使用。

功能測試，顧名思義即通過編寫生產測試軟件對各個部件進行功能性的檢測。編寫軟件的時候，一般按照板卡檢驗、整機裝配檢驗，總檢的順序進行。這種方法投入少，軟件編寫簡單。但是這種方法容易遺漏測試項目，對故障定位較為困難，對維修工程師的要求較高，不是適合大批量的制造代工企業使用。

信號回環測試，即信號通過自發-自收，或者一個口線發送，一個口線接收的方式來查看這個通路是否存在短路、斷路一個測試方法。這個測試方法可以判斷到測試的網絡的通斷，但無法對偏差參數做出判斷。如果出現問題要進行維修，對維修人員的要求也相應較高。

本文所要介紹通用生產測試系統主要是結合ICT測試、回環測試、功能測試而開發成功的一種新型的測試設備，它結合了企業產品的生產測試需求而開發成功并在實際生產中大批量投入使用。

2通用生產測試系統實現

2.1設計需求

①通用測試平臺。通過配置測試項目和測試條件，可實現同一個測試平臺下測試不同產品板卡的測試需求。

②程序下載功能。可支持板卡中需要的軟件進行在線下載。這些軟件包括底層的嵌入式軟件、在線可編程復雜陣列器件（CPLD）的軟件等。

③電壓、電流參數的測試。主要針對各級電壓、電流進行自動采樣檢測。脫離儀表，利用系統進行自動校準，自動檢測，以避免人為判斷引入的主觀錯誤

④GPIO口線測試。主要針對數據線、地址線、普通IO口線等直接可控口線測試，主要驗證確保口線信號通暢。

⑤測試自動化。所有的程序下載，電壓、電流信號測試，口線回環測試均實現測試的自動化，判斷的自動化，并有錯誤提醒，測試流水記錄等功能。

2.2系統設計框圖

根據設計需求，本系統分為三大部分，分別為：PC控制平臺；測試采樣平臺；被測板。系統拓撲如圖1所示。

PC控制平臺：測試平臺界面的控制；測試故障數據流水管理；控制被測板對其存儲器的程序進行下載管理；通過通訊口對自動測試板進行指令控制，并接收反饋。

測試采樣平臺：對電壓、電流各種電信號的采樣；I/O口線的回環測試。

被測板：生產出來的待測板。

2.3 電路設計

整個電路系統的框圖分解如圖2所示。

設計的重點在于自動測試板ATB（Automatic test board），ATB提供如下的幾個主要功能：接收PC的控制指令，并作指令解析；完成對被測目標板EUT的電壓、電流等參數測試，并反饋給PC程序做合規性判斷；對EUT的I/O做信號回環測試，并在ATB中作判斷，判斷的正確或者錯誤的結果反饋給PC控制平臺。

根據上述的分析結果，結合自動測試的需求，可以簡單使用一個嵌入式單片系統為核心實現這個ATB的電路搭建，電路框圖如圖3所示。

電路說明：該嵌入式CPU可選用通用的ARM 7 CPU，主頻在64MHz以上即可；電壓采樣電路可以采用一般10bit的A/D轉換芯片，或者直接采用CPU自帶的A/D采樣器來搭建即可，但要注意采用的A/D的采樣精度需要和設定的指標相匹配；電流采樣分為兩種，如果電流為mA級，可直接監控采樣小電阻（1Ω以內）兩端電壓，進行AD采樣，再換算出實際電流；如果對于采樣漏電流這樣的小電流，比如電流為uA級（10uA左右），如果直接對1K電阻前后級進行AD采樣，精度不準。需要增加一級電流放大，可選定如MAXIM的MAX4069，采樣電阻10 mΩ左右，可放大100倍，輸出總誤差不超過1.5％，一般可滿足要求；通用IO口，通過目標板和測試板之間的通路進行回環測試。一端提供預定的激勵信號，另一種接收激勵信號，并判斷是否正確。如果目標板上定義為輸出，則測試板上定義為輸入。反之則相反。

2.4PC端/底層軟件設計

從系統分析來看，本測試設備的軟件由PC控制平臺和自動測試板ATB的底層軟件構成。下面從業務流程上就各個主要功能模塊做出分析：

自動測試板ATB程序設計：

基于ARM 7平臺，底層系統軟件包含：BOOT、OS、DRV（IODevice等）；

主要處理流程如圖4所示。

整體流程程序設計如圖5所示。

說明：PC通過串口下發各檢測指令給自動測試板，以及接收自動測試板返回操作結果；自動測試板（ATB）控制被測試板的行為，并完成對被測試板的測試；測試完成后，數據自動匯集到PC平臺的數據庫中。

2.5機械結構設計

作為大批量生產的測試設備，離不開良好的機械針床設計。設計測試針床時，注意如下的幾個要點：測試點和測試點之間的要留有安全的距離，建議為2 mm；測試針露出部分不宜太長，以免容易產生偏差；針床宜采用氣動裝置，避免手動下壓時產生的受力不均勻的情況。

3結語

本文結合幾種主流的測試方法，對一種新型的生產測試系統的主要原理做了系統的闡述。根據此可開發出具體適用的生產測試設備。

參考文獻：

[1] 竇振中.基于單片機的嵌入式系統工程設計[M].北京:中國 電力出版社，2008.