智能仪器 第3版 教学课件 作者 程德福 林君第7章 测试性设计概述.ppt

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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.可测试性设计可测试性与可测试性设计测试性要求测试方案可测试性设计优点一、可测试性概述可测试性（Testability）定义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。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

2、件和软件，以最少的费用使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。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。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--BITBIT简介（Built-inTest）常规BIT技术智能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

3、，而且只能离线检测；随着复杂系统维护性要求的提高，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◆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BIT板内ROM式BIT将存储在ROM中的测

4、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BIT技术微处理器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BIT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BIT内置逻辑块观察法内置逻辑块观察器(B

5、ILBO)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●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BIT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，IEE

6、E也已于1990年确定了有关的标准，即IEEE1149．1。2.常规BIT技术—数字BIT边界扫描的原理框图边界扫描测试技术实现2.常规BIT技术—数字BIT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BIT技术电压求和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

7、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BIT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