基于柔性測試技術(shù)的PCBA功能測試優(yōu)化

李永利

（中興通訊股份有限公司，廣東深圳 518057）

0 引言

由于市場需求的差異性，產(chǎn)品功能需求愈發(fā)多樣化，傳統(tǒng)的測試方法已無法滿足產(chǎn)品的多樣性需求。為了優(yōu)化此問題，借鑒柔性測試技術(shù)，對產(chǎn)品的測試程序（工具）進(jìn)行模塊化改進(jìn)，提升測試效率。

1 功能測試與傳統(tǒng)測試方法

功能測試（FT:Function Test）是對測試目標(biāo)板提供模擬的運(yùn)行環(huán)境（激勵或負(fù)載），使其工作處于各種設(shè)計狀態(tài)，從而獲得各個狀態(tài)的參數(shù)來驗證此目標(biāo)板是否合格的方法。在電子產(chǎn)品的生產(chǎn)與制造過程中，在單板加工完成至整機(jī)組裝前的環(huán)節(jié)之間，會設(shè)置FT，以確認(rèn)單板加工的質(zhì)量狀況。

傳統(tǒng)的測試方案，各個環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系均需人工參與，如圖1所示。適用于大規(guī)模量產(chǎn)且型號單一的產(chǎn)品。

（1）當(dāng)測試程序出現(xiàn)bug時，測試開發(fā)工程師需要對程序進(jìn)行排查，并對其進(jìn)行相應(yīng)地修改。

（2）測試程序的傳遞，傳統(tǒng)的傳遞方法是測試開發(fā)人員將測試程序調(diào)試完成后，將其保存在服務(wù)器或U盤中，供產(chǎn)線人員下載或使用U盤拷入測試上位機(jī)（測試電腦）中。此方法降低了測試程序發(fā)布的時效性，同時使用U盤拷貝方式，存在感染病毒的風(fēng)險。

圖1 傳統(tǒng)測試框架

（3）當(dāng)產(chǎn)品型號變更時，產(chǎn)品測試開發(fā)人員需要重復(fù)以上2個動作，增加了測試開發(fā)人員的工作負(fù)荷，同時也降低了開發(fā)效率[1]。

目前，在大多數(shù)企業(yè)中，仍采用傳統(tǒng)的測試方案與方法。由圖1可知，傳統(tǒng)的測試方法是針對某一個具體的測試對象而開發(fā)相對應(yīng)的測試程序。在測試對象變更時，將重新開發(fā)相應(yīng)的測試工具。傳統(tǒng)的測試方法具有以下不足：應(yīng)用范圍有限；程序更新繁瑣，缺乏靈活性。

傳統(tǒng)的測試方法適用于大批量、配置變化頻率很低的場景。由于市場多樣化、準(zhǔn)時制生產(chǎn)（JIT）的需求，對產(chǎn)品測試程序快速開發(fā)提出了新要求。

2 柔性測試系統(tǒng)

柔性測試技術(shù)是以虛擬儀器技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)、測試測量技術(shù)、通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、軟件技術(shù)等為基礎(chǔ)，對滿足測試測量系統(tǒng)需求的方法及手段進(jìn)行深入研究的技術(shù)。可靠性、準(zhǔn)確性、靈活性、適應(yīng)性和可拓展性是柔性測試系統(tǒng)的研究目標(biāo)，系統(tǒng)尤其注重測試測量系統(tǒng)功能的整體性[2-3]。柔性測試技術(shù)的特點如下：適應(yīng)性；靈活性；擴(kuò)展性[4]。

柔性測試系統(tǒng)是一種能夠快速和準(zhǔn)確響應(yīng)測試需求變化而構(gòu)建的自動測試系統(tǒng)，能夠根據(jù)測試任務(wù)的需求和測試環(huán)境的變化，快速改變系統(tǒng)的組織模式、硬件與軟件結(jié)構(gòu)，以迅速調(diào)節(jié)測試功能來適應(yīng)新任務(wù)和新環(huán)境的自動測試系統(tǒng)[5]。柔性化測試系統(tǒng)最重要的體現(xiàn)在于軟件系統(tǒng)的功能實現(xiàn)上。測試人員只需根據(jù)測試需求，選擇要進(jìn)行的測試項目，跳過不必要的過程，或不將無需測試的項目添加在相應(yīng)的測試程序中，提高了測試效率。柔性測試系統(tǒng)具有靈活性、可擴(kuò)展性強(qiáng)等優(yōu)點，而靈活性主要體現(xiàn)在測試程序的模塊化[6-7]。類似于活字印刷術(shù)一樣，只需將所需測試的項目添加到測試程序中，形成一個全新的測試程序。基于此思路，對現(xiàn)有測試工具進(jìn)行整合管理，從系統(tǒng)的角度出發(fā)，對類似產(chǎn)品的測試程序進(jìn)行模塊化處理，完成測試程序的模塊化。

3 測試程序模塊化

3.1 測試程序優(yōu)化思路

測試程序優(yōu)化具體思路如下：在傳統(tǒng)的測試過程中，如圖1所示，PCBA含有多種功能或性能，故在測試程序中需包含相應(yīng)的測試程序，執(zhí)行不同的功能性能測試。根據(jù)模塊化的思路，針對PCBA不同的功能性能指標(biāo)，進(jìn)行模塊化分割。即在1個測試程序中，包含多個測試模塊，每個測試模塊的功能相互獨立，互不影響。當(dāng)測試需求變更時，不需要對全部測試程序變更，而只是針對某個測試模塊進(jìn)行重新設(shè)計即可，減少了工作量，也體現(xiàn)了柔性測試技術(shù)靈活性的特點。分割后的測試框架如圖2所示。

圖2 柔性測試系統(tǒng)框架

3.2 模塊化測試程序應(yīng)用

在某智能電表的單板生產(chǎn)測試中，針對PCBA的功能測試項目包含：（1）紅外通訊；（2）DLMS測試（物理層、應(yīng)用層、鏈路層）；（3）485通訊；（4）光口通訊；（5）拉閘測試；（6）開蓋告警；（7）電表規(guī)格比對；（8）軟件校驗碼比對；（9）校表及校表后參數(shù)格式化；（10）PLC通訊測試；（11）時間檢測；（12）繼電器檢測；（13）STS密鑰；（14）讀取寄存器故障；（15）時區(qū)寫入等。

分布在不同國家、地區(qū)的客戶結(jié)合實際需求，所需要電表的功能、性能規(guī)格也不相同。傳統(tǒng)測試測試開發(fā)，開發(fā)工程師針對不同電表單板開發(fā)功能測試程序，并基于第一版本進(jìn)行更新迭代。在測試程序的調(diào)試過程中，當(dāng)測試程序出現(xiàn)某種bug時，程序開發(fā)人員將對測試程序的語句進(jìn)行逐句排查。從程序的開發(fā)流程可知，此方法增加了測試開發(fā)工作量。同時，在程序迭代過程中，可能會出現(xiàn)誤操作過程，致使測試程序迭代錯誤，降低開發(fā)效率。

針對此情況，基于模塊化的方式對測試程序進(jìn)行優(yōu)化。將程序中的不同測試項目進(jìn)行模塊化設(shè)計，然后根據(jù)不同需求進(jìn)行模塊化組合，組合成適用于待測PCBA功能的測試程序，此過程類似于生活中的搭積木游戲。此方法不僅可以使測試開發(fā)人員和測試工程師快速定位產(chǎn)品問題，而且可以提高測試程序的開發(fā)效率。例如：STS密鑰，此功能使用在預(yù)付費電表中，不是預(yù)付費電表無需進(jìn)行此項測試。故測試人員只需將此模塊添加或刪除，就可很快地應(yīng)用于不同機(jī)型的智能電表，做到測試程序的快速切換。

當(dāng)測試開發(fā)人員或者測試配置人員根據(jù)待測產(chǎn)品（DUT：Device Under Tested）的特性，完成測試程序的配置，如圖3所示，配置完成并點擊保存，系統(tǒng)提示保存成功后，適用于特定配置產(chǎn)品的PCBA測試程序便完成。

圖3 測試程序配置圖

測試程序配置完成后，通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，生產(chǎn)現(xiàn)場可即時提取測試程序，并進(jìn)行相應(yīng)地調(diào)試或生產(chǎn)測試。在調(diào)試過程中，若某一項出現(xiàn)異常時，測試開發(fā)人員可根據(jù)調(diào)試日志，快速分析原因并進(jìn)行測試模塊的更新。

4 結(jié)束語

模塊化測試程序?qū)牒螅瑴y試開發(fā)工程師可更加專注于新增測試項目的程序開發(fā)工作，間接提升了測試開發(fā)工程的開發(fā)能力。同時，調(diào)試與生產(chǎn)測試過程中，實現(xiàn)了測試程序的快速更新，以適應(yīng)產(chǎn)品配置的快速切換。

作為測試需求導(dǎo)向的客戶化定制系統(tǒng)，柔性測試系統(tǒng)要根據(jù)用戶的測試任務(wù)需求來匹配能夠完成測試任務(wù)的最佳測試資源聯(lián)盟集合，并在此基礎(chǔ)上動態(tài)組建柔性測試系統(tǒng)[8]。柔性測試系統(tǒng)延伸了傳統(tǒng)測試技術(shù)，本文所述測試系統(tǒng)的主要特征包括：（1）根據(jù)產(chǎn)品配置信息，選擇相應(yīng)的測試模塊；（2）測試程序的傳遞更加安全、更具有時效性；（3）測試程序的模塊化，提升了測試程序開發(fā)的效率，降低了維護(hù)成本；（4）便于測試程序的開發(fā)人員進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)和不良定位。