時(shí)間：2022-12-14 02:49:24
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一、引言
軟件設(shè)計(jì)測(cè)試方法有各種技術(shù)。實(shí)踐表明，使用每種方法均可設(shè)計(jì)出一組有用的測(cè)試方案，但沒有一種方法足以產(chǎn)生一組完善的測(cè)試方案。對(duì)每種方法而言，均有自身特長(zhǎng)，因而用一種方法設(shè)計(jì)出的測(cè)試方案對(duì)某些類型的錯(cuò)誤可能容易發(fā)現(xiàn)，但對(duì)另一些類型的錯(cuò)誤不一定容易發(fā)現(xiàn)。所以，在實(shí)際工作中，總是把它們結(jié)合起來使用，形成綜合的測(cè)試策略，以滿足不同測(cè)試階段和不同程序的需要。不過，軟件測(cè)試過程必須分步驟進(jìn)行，每個(gè)步驟在邏輯上是前一個(gè)步驟的繼續(xù)。大型軟件系統(tǒng)通常由若干個(gè)子系統(tǒng)組成，每個(gè)子系統(tǒng)又由許多模塊組成。大型軟件系統(tǒng)的測(cè)試步驟基本由以下四個(gè)步驟組成：?jiǎn)卧獪y(cè)試、集成測(cè)試（組裝測(cè)試）、確認(rèn)測(cè)試和系統(tǒng)測(cè)試。
二、測(cè)試策略中的集成測(cè)試設(shè)計(jì)
集成測(cè)試也稱組裝測(cè)試，綜合測(cè)試或聯(lián)合測(cè)試。集成測(cè)試是按設(shè)計(jì)要求把通過單元測(cè)試的各個(gè)模塊組裝在一起之后進(jìn)行測(cè)試，以便發(fā)現(xiàn)與接口有關(guān)的各種錯(cuò)誤。在進(jìn)行集成測(cè)試時(shí)，常需考慮的有關(guān)問題有：數(shù)據(jù)經(jīng)過接口是否會(huì)丟失；一個(gè)模塊對(duì)另一模塊是否造成不應(yīng)有的影響；幾個(gè)子功能組合起來能否實(shí)現(xiàn)主功能；誤差不斷積累是否達(dá)到不可接受的程度；全局?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是否有問題。集成測(cè)試分為非漸增式測(cè)試和漸增式測(cè)試。
（一）非漸增式測(cè)試
非漸增式測(cè)試方法是先分別測(cè)試每個(gè)模塊，再把所有模塊按設(shè)計(jì)要求放在一起，結(jié)合成所要的程序再進(jìn)行測(cè)試。
（二）漸增式測(cè)試
漸增式測(cè)試是把下一個(gè)要測(cè)試的模塊同已經(jīng)測(cè)試好的那些模塊結(jié)合起來進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試完以后再把下下一個(gè)應(yīng)該測(cè)試的模塊結(jié)合進(jìn)來測(cè)試，這種測(cè)試每次增加一個(gè)模塊。這種方法實(shí)際上同時(shí)完成單元測(cè)試和集成測(cè)試。
1.自頂向下結(jié)合
自頂向下結(jié)合是一種遞增的裝配軟件結(jié)構(gòu)的方法。這種方法被日益廣泛地采用，它需要連接程序，但不需要驅(qū)動(dòng)程序。它是從主控制模塊（“主程序”）開始，沿著軟件的控制層次向下移動(dòng)，從而逐漸把各個(gè)模塊結(jié)合起來。把主控模塊所屬的那些模塊都裝配到結(jié)構(gòu)中去時(shí)，有兩種方法可供選擇。
（1）深度優(yōu)先策略
參看圖1，深度優(yōu)先策略先組裝在軟件結(jié)構(gòu)的一條主控制通路上的所有模塊。主控路徑的選擇決定于軟件的應(yīng)用特性。如，選取最左邊的路徑，先結(jié)合模塊M1、M2和M5，接著是M8，如果M2的某個(gè)功能需要，可結(jié)合M6，然后再構(gòu)造中央和右側(cè)的控制通路。
圖1 圖2
（2）寬度優(yōu)先策略
寬度優(yōu)先策略是沿軟件結(jié)構(gòu)水平地移動(dòng)，把處于同一個(gè)控制層次上的所有模塊組裝起來。對(duì)于圖2來說，先結(jié)合模塊M2、M3和M4（代替存根程序S4），接著是M5、M6和M7（代替存根程序S7）這一層，如此繼續(xù)進(jìn)行下去，直到所有模塊都被結(jié)合進(jìn)來為止。
（3）自頂向下綜合測(cè)試可歸納為以下五個(gè)步驟
A .用主控制模塊做測(cè)試驅(qū)動(dòng)程序，用連接程序代替所有直接附屬于主控制模塊的模塊。
B.依據(jù)所選集成策略（深度優(yōu)先或?qū)挾葍?yōu)先），每次只用一個(gè)實(shí)際模塊替換一個(gè)樁模塊。
C.每集成一個(gè)模塊立即測(cè)試一遍。
D.只有每組測(cè)試完成后，才用實(shí)際模塊替換下一個(gè)樁模塊。
E.為避免引入新錯(cuò)誤，須不斷進(jìn)行回歸測(cè)試（即全部或部分地重復(fù)已做過的測(cè)試）。
這一過程從第二步開始就不斷進(jìn)行，直到整個(gè)程序結(jié)構(gòu)構(gòu)造完畢。在圖1中，實(shí)線表示已部分完成的結(jié)構(gòu)，若采用深度優(yōu)先策略，下一步就要用M7來替代樁模塊S7。S7本身可能又帶樁模塊，隨后將被對(duì)應(yīng)的實(shí)際模塊一一替代。
（4）自頂向下集成局限性的解決方法
自頂向下集成的優(yōu)點(diǎn)在于能盡早地對(duì)程序的主要控制和決策機(jī)制進(jìn)行檢驗(yàn)，因而能較早發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤。其缺點(diǎn)在于測(cè)試較高層模塊時(shí)，低層處理采用樁模塊替代，這并不能夠反映實(shí)際情況，重要數(shù)據(jù)不能及時(shí)回送到上層模塊，因而測(cè)試并不充分和完善。所以這種方法有它的局限性，若遇到此類問題，測(cè)試人員可選擇以下幾種方法解決之：
A.把某些測(cè)試推遲到用真實(shí)模塊替代樁模塊之后進(jìn)行。這將使我們對(duì)一些特定的測(cè)試和特定模塊的裝配之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系失去某些控制，在確定錯(cuò)誤原因時(shí)會(huì)比較困難。
B.開發(fā)能模擬真實(shí)模塊的樁模塊。此法無疑要大大增加開銷。
C.從層次結(jié)構(gòu)的底部向上裝配軟件。此種方法較切實(shí)可行，下面專門介紹。
2.自底向上結(jié)合
自底向上測(cè)試是從軟件結(jié)構(gòu)最低層的模塊開始組裝和測(cè)試，當(dāng)測(cè)試到較高層模塊時(shí)，所需的下層模塊均已具備，因而不再需要樁模塊。
自底向上綜合測(cè)試可歸納為以下四個(gè)步驟：
（1） 把低層模塊組合成實(shí)現(xiàn)一個(gè)特定軟件子功能的族，見圖2中模塊族1、2、3。
（2） 為每個(gè)族設(shè)計(jì)一個(gè)驅(qū)動(dòng)軟件，作為測(cè)試的控制程序，以協(xié)調(diào)測(cè)試用例的輸入和輸出。圖3中，虛線接的框D1、D2、D3是各個(gè)族的驅(qū)動(dòng)程序。
（3） 對(duì)模塊族進(jìn)行測(cè)試。
（4） 按結(jié)構(gòu)向上次序，用實(shí)際模塊替換驅(qū)動(dòng)程序，將模塊族結(jié)合起來組裝成新的模塊族，再進(jìn)行測(cè)試，直至全部完成。例如，在圖3中，族1、族2上屬于Ma，因而去掉D1和D2將這兩個(gè)族直接與Ma接口；同樣族3與Mb接口前將D3去掉；Ma與Mb最后與Mc接口。
采用自底向上方法，越向上層分別測(cè)試，所需驅(qū)動(dòng)程序越少。而且，若軟件結(jié)構(gòu)的最上兩層用自頂向下結(jié)合的方法進(jìn)行裝配，則將大大減少驅(qū)動(dòng)程序的數(shù)目，同時(shí)族的組裝也會(huì)大大簡(jiǎn)化。
自頂向下方法不需驅(qū)動(dòng)模塊的設(shè)計(jì)，可在程序測(cè)試的早期實(shí)現(xiàn)并驗(yàn)證系統(tǒng)的主要功能，及早發(fā)現(xiàn)上層模塊的接口錯(cuò)誤。但自頂向下方法必須設(shè)計(jì)存根模塊，使低層關(guān)鍵模塊中錯(cuò)誤發(fā)現(xiàn)較晚，并且不能在早期很快且充分地展開測(cè)試的人力。自底向上方法與自頂向下方法相比較，它的優(yōu)缺點(diǎn)與自頂向下方法恰恰相反。一般在實(shí)際應(yīng)用中，采用兩種方法相結(jié)合的混合法，即對(duì)軟件結(jié)構(gòu)的較上層使用自頂向下的結(jié)合方法，對(duì)下層使用自底向上的結(jié)合方法，以充分發(fā)揮兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，盡量避免其缺點(diǎn)。
三、結(jié)論
集成測(cè)試是按設(shè)計(jì)要求把通過單元測(cè)試的各個(gè)模塊組裝在一起之后進(jìn)行測(cè)試，以便發(fā)現(xiàn)與接口有關(guān)的各種錯(cuò)誤。相對(duì)單元測(cè)試，集成測(cè)試注重宏觀組織。
軟件測(cè)試中集成測(cè)試尤為重要，但這是不夠的，還必須設(shè)計(jì)形成綜合的測(cè)試策略，一般的做法是，用黑盒法設(shè)計(jì)基本的測(cè)試方案，再利用白盒法補(bǔ)充一些必要的測(cè)試方案。具體地說，可用以下策略結(jié)合各種方法：
（1） 在任何情況下都應(yīng)該使用邊界值分析的方法。
（2） 必要時(shí)用等價(jià)劃分法補(bǔ)充測(cè)試方案。
報(bào)告屬性
【報(bào)告名稱】中國(guó)集成電路測(cè)試產(chǎn)業(yè)投資咨詢報(bào)告
【報(bào)告性質(zhì)】專項(xiàng)調(diào)研：需方可根據(jù)需求對(duì)報(bào)告目錄修改，經(jīng)雙方確認(rèn)后簽訂正式協(xié)議。
【關(guān)鍵詞】集成電路測(cè)試產(chǎn)業(yè)投資咨詢
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【報(bào)告價(jià)格】協(xié)商定價(jià)（紙介版、電子版）
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報(bào)告目錄
一、集成電路測(cè)試概述
(一)集成電路測(cè)試產(chǎn)業(yè)定義、基本概念
(二)集成電路測(cè)試基本特點(diǎn)
(三)集成電路測(cè)試產(chǎn)品分類
二、集成電路測(cè)試產(chǎn)業(yè)分析
(一)國(guó)際集成電路測(cè)試產(chǎn)業(yè)發(fā)展總體概況
1、本產(chǎn)業(yè)國(guó)際現(xiàn)狀分析
2、本產(chǎn)業(yè)主要國(guó)家和地區(qū)情況
3、本產(chǎn)業(yè)國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)分析
4、2007國(guó)際集成電路測(cè)試發(fā)展概況
(二)我國(guó)集成電路測(cè)試產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r
1、我國(guó)集成電路測(cè)試產(chǎn)業(yè)發(fā)展基本情況
2、集成電路測(cè)試產(chǎn)業(yè)的總體現(xiàn)狀
3、集成電路測(cè)試行業(yè)發(fā)展中存在的問題
4、2007我國(guó)集成電路測(cè)試行業(yè)發(fā)展回顧
三、2007年中國(guó)集成電路測(cè)試市場(chǎng)分析
(一)我國(guó)集成電路測(cè)試整體市場(chǎng)規(guī)模
1、總量規(guī)模
2、增長(zhǎng)速度
3、各季度市場(chǎng)情況
(二)我國(guó)集成電路測(cè)試市場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)狀分析
(三)原材料市場(chǎng)分析
(四)集成電路測(cè)試區(qū)域市場(chǎng)分析
(五)集成電路測(cè)試市場(chǎng)結(jié)構(gòu)分析
1、產(chǎn)品市場(chǎng)結(jié)構(gòu)
2、品牌市場(chǎng)結(jié)構(gòu)
3、區(qū)域市場(chǎng)結(jié)構(gòu)
4、渠道市場(chǎng)結(jié)構(gòu)
四、2007年中國(guó)集成電路測(cè)試市場(chǎng)供需監(jiān)測(cè)分析
(一)需求分析
1、產(chǎn)品需求
2、價(jià)格需求
3、渠道需求
4、購(gòu)買需求
(二)供給分析
1、產(chǎn)品供給
2、價(jià)格供給
3、渠道供給
4、促銷供給
(三)市場(chǎng)特征分析
1、產(chǎn)品特征
2、價(jià)格特征
3、渠道特征
4、購(gòu)買特征
五、2007年中國(guó)集成電路測(cè)試市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局與廠商市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力評(píng)價(jià)
(一)競(jìng)爭(zhēng)格局分析
(二)主力廠商市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力評(píng)價(jià)
1、產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力
2、價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力
3、渠道競(jìng)爭(zhēng)力
4、銷售競(jìng)爭(zhēng)力
5、服務(wù)競(jìng)爭(zhēng)力
6、品牌競(jìng)爭(zhēng)力
六、影響2007-2010年中國(guó)集成電路測(cè)試市場(chǎng)發(fā)展因素
(一)有利因素
(二)不利因素
(三)政策因素
七、2007-2010年中國(guó)集成電路測(cè)試市場(chǎng)趨勢(shì)預(yù)測(cè)
(一)產(chǎn)品發(fā)展趨勢(shì)
(二)價(jià)格變化趨勢(shì)
(三)渠道發(fā)展趨勢(shì)
(四)用戶需求趨勢(shì)
(五)服務(wù)發(fā)展趨勢(shì)
八、2008年集成電路測(cè)試市場(chǎng)發(fā)展前景預(yù)測(cè)
(一)國(guó)際集成電路測(cè)試市場(chǎng)發(fā)展前景預(yù)測(cè)
1、國(guó)際集成電路測(cè)試產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景
2、2010年國(guó)際集成電路測(cè)試市場(chǎng)的發(fā)展預(yù)測(cè)
3、世界范圍集成電路測(cè)試市場(chǎng)的發(fā)展展望
(二)中國(guó)集成電路測(cè)試市場(chǎng)的發(fā)展前景
1、市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)分析
2、市場(chǎng)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)分析
(三)我國(guó)集成電路測(cè)試資源配置的前景
(四)集成電路測(cè)試中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)
1、2007－2010年經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與集成電路測(cè)試需求預(yù)測(cè)
2、2007－2010年集成電路測(cè)試行業(yè)總產(chǎn)量預(yù)測(cè)
3、我國(guó)中長(zhǎng)期集成電路測(cè)試市場(chǎng)發(fā)展策略預(yù)測(cè)
九、中國(guó)主要集成電路測(cè)試生產(chǎn)企業(yè)(列舉)
十、國(guó)內(nèi)集成電路測(cè)試主要生產(chǎn)企業(yè)盈利能力比較分析
(一)2003-2007年集成電路測(cè)試行業(yè)利潤(rùn)總額分析
1、2003-2007年行業(yè)利潤(rùn)總額分析
2、不同規(guī)模企業(yè)利潤(rùn)總額比較分析
3、不同所有制企業(yè)利潤(rùn)總額比較分析
(二)2003-2007年集成電路測(cè)試行業(yè)銷售毛利率分析
(三)2003-2007年集成電路測(cè)試行業(yè)銷售利潤(rùn)率分析
(四)2003-2007年集成電路測(cè)試行業(yè)總資產(chǎn)利潤(rùn)率分析
(五)2003-2007年集成電路測(cè)試行業(yè)凈資產(chǎn)利潤(rùn)率分析
(六)2003-2007年集成電路測(cè)試行業(yè)產(chǎn)值利稅率分析
十一.2008中國(guó)集成電路測(cè)試產(chǎn)業(yè)投資分析
(一)投資環(huán)境
1、資源環(huán)境分析
2、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)分析
3、稅收政策分析
(二)投資機(jī)會(huì)
(三)集成電路測(cè)試產(chǎn)業(yè)政策優(yōu)勢(shì)
(四)投資風(fēng)險(xiǎn)及對(duì)策分析
(五)投資發(fā)展前景
1、集成電路測(cè)試市場(chǎng)供需發(fā)展趨勢(shì)
2、集成電路測(cè)試未來發(fā)展展望
十二、集成電路測(cè)試產(chǎn)業(yè)投資策略
(一)產(chǎn)品定位策略
1、市場(chǎng)細(xì)分策略
2、目標(biāo)市場(chǎng)的選擇
(二)產(chǎn)品開發(fā)策略
1、追求產(chǎn)品質(zhì)量
2、促進(jìn)產(chǎn)品多元化發(fā)展
(三)渠道銷售策略
1、銷售模式分類
2、市場(chǎng)投資建議
(四)品牌經(jīng)營(yíng)策略
1、不同品牌經(jīng)營(yíng)模式
2、如何切入開拓品牌
(五)服務(wù)策略
十三、投資建議
(一)集成電路測(cè)試產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)投資總體評(píng)價(jià)
(二)集成電路測(cè)試產(chǎn)業(yè)投資指導(dǎo)建議
十四、報(bào)告附件
(一)規(guī)模以上集成電路測(cè)試行業(yè)經(jīng)營(yíng)企業(yè)通訊信息庫(kù)(excel格式)
主要內(nèi)容為：法人單位代碼、法人單位名稱、法定代表人(負(fù)責(zé)人)、行政區(qū)劃代碼、通信地址、區(qū)號(hào)、電話號(hào)碼、傳真號(hào)碼、郵政編碼、電子郵箱、網(wǎng)址、工商登記注冊(cè)號(hào)、編制登記注冊(cè)號(hào)、登記注冊(cè)類型、機(jī)構(gòu)類型……
(二)規(guī)模以上集成電路測(cè)試經(jīng)營(yíng)數(shù)據(jù)庫(kù)(excel格式)
主要內(nèi)容為：主要業(yè)務(wù)活動(dòng)(或主要產(chǎn)品)、行業(yè)代碼、年末從業(yè)人員合計(jì)、全年?duì)I業(yè)收入合計(jì)、資產(chǎn)總計(jì)、工業(yè)總產(chǎn)值、工業(yè)銷售產(chǎn)值、工業(yè)增加值、流動(dòng)資產(chǎn)合計(jì)、固定資產(chǎn)合計(jì)、主營(yíng)業(yè)務(wù)收入、主營(yíng)業(yè)務(wù)成本、主營(yíng)業(yè)務(wù)稅金及附加、其他業(yè)務(wù)收入、其他業(yè)務(wù)利潤(rùn)、財(cái)務(wù)費(fèi)用、營(yíng)業(yè)利潤(rùn)、投資收益、營(yíng)業(yè)外收入、利潤(rùn)總額、虧損總額、利稅總額、應(yīng)交所得稅、廣告費(fèi)、研究開發(fā)費(fèi)、經(jīng)營(yíng)活動(dòng)產(chǎn)生的現(xiàn)金流入、經(jīng)營(yíng)活動(dòng)產(chǎn)生的現(xiàn)金流出、投資活動(dòng)產(chǎn)生的現(xiàn)金流入、投資活動(dòng)產(chǎn)生的現(xiàn)金流出、籌資活動(dòng)產(chǎn)生的現(xiàn)金流入、籌資活動(dòng)產(chǎn)生的現(xiàn)金流出……
十五、報(bào)告說明
(一)報(bào)告目的
(二)研究范圍
(三)研究區(qū)域
(四)數(shù)據(jù)來源
(五)研究方法
(六)一般定義
(七)市場(chǎng)定義
(八)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力指標(biāo)體系
首先，持續(xù)集成和集成測(cè)試還是有很大區(qū)別，持續(xù)集成強(qiáng)調(diào)的是自動(dòng)化的編譯構(gòu)建，部署，自動(dòng)化的冒煙測(cè)試，保證開發(fā)過程的產(chǎn)出隨時(shí)都可以構(gòu)建一個(gè)冒煙測(cè)試通過的可用版本。而集成測(cè)試則涉及到嚴(yán)格的測(cè)試策略，測(cè)試方案，集成測(cè)試順序，各個(gè)集成功能點(diǎn)的覆蓋，詳細(xì)的功能性測(cè)試等。集成測(cè)試不僅僅是接口測(cè)試，更重要的是以接口質(zhì)量為前提的跨組件功能性測(cè)試。
1.為什么要集成測(cè)試
集成測(cè)試，也叫組裝測(cè)試或聯(lián)合測(cè)試。在單元測(cè)試的基礎(chǔ)上，將所有模塊按照設(shè)計(jì)要求組裝成為子系統(tǒng)或系統(tǒng)，進(jìn)行集成測(cè)試。實(shí)踐表明，一些模塊雖然能夠單獨(dú)地工作，但并不能保證連接起來也能正常的工作。程序在某些局部反映不出來的問題，在全局上很可能暴露出來，影響功能的實(shí)現(xiàn)。
理論上凡是兩個(gè)單元（如函數(shù)單元）的組合測(cè)試都可以叫做集成測(cè)試。實(shí)際操作中，通常集成測(cè)試的對(duì)象為模塊級(jí)的集成和子系統(tǒng)間的集成，其中子系統(tǒng)集成測(cè)試稱為組件測(cè)試。
在單元測(cè)試和系統(tǒng)測(cè)試間起到承上啟下的作用，既能發(fā)現(xiàn)大量單元測(cè)試階段不易發(fā)現(xiàn)的接口類錯(cuò)誤，又可以保證在進(jìn)入系統(tǒng)測(cè)試前及早發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，減少損失。
對(duì)系統(tǒng)而言，接口錯(cuò)誤是最常見的錯(cuò)誤，單元測(cè)試通常是單人執(zhí)行，而集成測(cè)試通常是多人執(zhí)行或第三方執(zhí)行。集成測(cè)試通過模塊間的交互作用和不同人的理解和交流，更容易發(fā)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)上、理解上的不一致和差錯(cuò)。
2.集成測(cè)試什么時(shí)候開始
在開始體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候開始；
在進(jìn)入詳細(xì)設(shè)計(jì)之前完成集成測(cè)試方案；
在進(jìn)入系統(tǒng)測(cè)試之前結(jié)束集成測(cè)試。
3.集成測(cè)試原則
集成測(cè)試是產(chǎn)品研發(fā)中的重要工作，需要為其分配足夠的資源和時(shí)間。
集成測(cè)試需要經(jīng)過嚴(yán)密的計(jì)劃，并嚴(yán)格按計(jì)劃執(zhí)行。
應(yīng)采取增量式的分步集成方式，逐步進(jìn)行軟件部件的集成和測(cè)試。
應(yīng)重視測(cè)試自動(dòng)化技術(shù)的引入與應(yīng)用，不斷提高集成測(cè)試效率。
應(yīng)該注意測(cè)試用例的積累和管理，方便進(jìn)行回歸并進(jìn)行測(cè)試用例補(bǔ)充。
4.集成測(cè)試需要關(guān)注以下問題：
4.1 集成測(cè)試的可迭代性
在整個(gè)軟件開發(fā)都可迭代的模式下，要意識(shí)到集成測(cè)試過程本身也是可以迭代的。大型產(chǎn)品集成不應(yīng)該等待到真正各個(gè)子系統(tǒng)或業(yè)務(wù)模塊都開發(fā)好才開始集成測(cè)試。功能開發(fā)的迭代直接驅(qū)動(dòng)集成測(cè)試過程也是迭代，同時(shí)在每個(gè)集成測(cè)試周期中最好又分為幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，首先是服務(wù)模擬器，其次是替換掉模擬器聯(lián)調(diào)通組件接口，再次測(cè)試接口服務(wù)中詳細(xì)實(shí)現(xiàn)。
4.2 集成測(cè)試的順序問題
我一直認(rèn)為這是集成測(cè)試中非常關(guān)鍵的一個(gè)內(nèi)容，集成順序的確定涉及到前期大量的組件間依賴關(guān)系分析，業(yè)務(wù)功能點(diǎn)和接口對(duì)應(yīng)關(guān)系分析等。特別是發(fā)展到現(xiàn)在，我們發(fā)現(xiàn)很多時(shí)候組件間不再是以前單純的單向依賴關(guān)系，由于接口服務(wù)注冊(cè)在總線上，導(dǎo)致多個(gè)組件間可以相互依賴，所以前面簡(jiǎn)單的組件依賴分析已經(jīng)不適用，替代的方法是基于跨組件的流程協(xié)同分析，以核心流程驅(qū)動(dòng)組件間的組裝順序。
同時(shí)，對(duì)于傳統(tǒng)的自頂向下集成和自底向上集成方法往往都不能完全覆蓋。很多時(shí)候采用的都會(huì)是混合集成的策略。一個(gè)是為了及早的看到集成的效果我們期望從頂向下，但是卻需要大量的模擬器和stub樁模塊。另外一個(gè)是為了減少模擬器，我們從最底層向上集成，但是往往卻將風(fēng)險(xiǎn)延遲到最后發(fā)現(xiàn)。
4.3 測(cè)試全流程的問題
在每個(gè)組件或模塊的單元測(cè)試階段更加容易實(shí)現(xiàn)每日構(gòu)建和持續(xù)集成，持續(xù)集成完后應(yīng)該對(duì)每個(gè)獨(dú)立模塊進(jìn)行詳細(xì)測(cè)試，但是測(cè)試需要依賴一定的模擬器。在集成測(cè)試環(huán)境則進(jìn)入到集成流水線，集成流水線的準(zhǔn)入應(yīng)該是每個(gè)組件在單元測(cè)試環(huán)境都完全測(cè)試通過，集成流水線根據(jù)組件的集成需求來規(guī)劃具體的測(cè)試計(jì)劃和測(cè)試方案。集成測(cè)試過程仍然應(yīng)該首先是冒煙測(cè)試進(jìn)行準(zhǔn)入驗(yàn)證，然后是接口測(cè)試，然后是詳細(xì)功能測(cè)試，最終交付到驗(yàn)收。
5.集成測(cè)試方法
5.1 非遞增式集成測(cè)試
所有軟件模塊完后單元測(cè)試后一次集成。
優(yōu)點(diǎn)：測(cè)試過程中基本不需要設(shè)計(jì)開發(fā)測(cè)試工具。
不足：對(duì)于復(fù)雜系統(tǒng)，當(dāng)出現(xiàn)問題時(shí)故障定位困難，和系統(tǒng)測(cè)試接近，難以體現(xiàn)和發(fā)揮集成測(cè)試的優(yōu)勢(shì)。
5.2 遞增式集成測(cè)試
逐漸集成，由小到大，邊集成邊測(cè)試，測(cè)完一部分，再連接一部分。
在復(fù)雜系統(tǒng)中，劃分的軟件單元較多，通常是不會(huì)一次集成的。
軟件集成的精細(xì)度取決于集成策略。通常的做法是先模塊間的集成，再部件間的集成。
優(yōu)點(diǎn)：測(cè)試層次清晰，出現(xiàn)問題能夠快速定位。
缺點(diǎn)：需要開發(fā)測(cè)試驅(qū)動(dòng)和樁。
5.3 集成測(cè)試實(shí)現(xiàn)
集成測(cè)試在實(shí)現(xiàn)方式上和單元測(cè)試是一樣的，需要根據(jù)測(cè)試需求設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的測(cè)試驅(qū)動(dòng)和測(cè)試樁，同時(shí)也可以借助一些工具進(jìn)行輔助測(cè)試。
對(duì)我們的系統(tǒng)而言，相對(duì)于單元測(cè)試，適用的商用集成測(cè)試選擇面更窄。
實(shí)際工作中，各項(xiàng)目開發(fā)的模擬工具即屬于集成測(cè)試工具，但在系統(tǒng)化、靈活性、通用性上尚欠缺，缺乏系統(tǒng)全面的設(shè)計(jì)。
現(xiàn)有的模擬工具在測(cè)試自動(dòng)化上也需改進(jìn)，如實(shí)現(xiàn)測(cè)試數(shù)據(jù)的自動(dòng)生成、測(cè)試用例的自動(dòng)運(yùn)行、測(cè)試結(jié)果的自動(dòng)保存和比較等。
所有的軟件項(xiàng)目都不能擺脫系統(tǒng)集成這個(gè)階段。不管采用什么開發(fā)模式，具體的開發(fā)工作總得從一個(gè)一個(gè)的軟件單元做起，軟件單元只有經(jīng)過集成才能形成一個(gè)有機(jī)的整體。具體的集成過程可能是顯性的也可能是隱性的。只要有集成，總是會(huì)出現(xiàn)一些常見問題，工程實(shí)踐中集成測(cè)試，幾乎不存在軟件單元組裝過程中不出任何問題的情況。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】集成電路 溫度測(cè)試 感應(yīng)器 控制電路
在科技飛速發(fā)展的今天，半導(dǎo)體電子產(chǎn)品的集成度也在飛速提高，產(chǎn)品復(fù)雜程度與之前有較大的增加，所以對(duì)整個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造和后期的封裝測(cè)試都提出了更高的要求，其中就包括了溫度測(cè)試的部分。
溫度對(duì)于電子產(chǎn)品的性能的影響是巨大的，根據(jù)費(fèi)米能級(jí)的公式就可以看出，對(duì)于特定材料的電子半導(dǎo)體產(chǎn)品，溫度是唯一影響其器件性能的因素，所以新一代電子產(chǎn)品的溫度測(cè)試系統(tǒng)也需要改進(jìn)，以滿足其測(cè)試精度的要求，從而對(duì)整個(gè)自動(dòng)化溫度系統(tǒng)進(jìn)行高精度的溫度控制，下面就將研究提出一些新的溫度測(cè)試系統(tǒng)及其具體的實(shí)現(xiàn)方案。
1 研究
對(duì)于VLSI電路來說，其電路上的芯片在工作的時(shí)候它的各部位的發(fā)熱是不均勻的，同時(shí)它的各部分對(duì)于溫度控制的要求也是不一樣的。我們?cè)跍y(cè)試溫度的時(shí)候就會(huì)遇到這樣的問題，測(cè)試溫度需要在電子器件表面去分布一些熱電阻二極管來進(jìn)行溫度采樣，但是前面提到由于產(chǎn)品的復(fù)雜性，不管在產(chǎn)品的哪個(gè)點(diǎn)去分布測(cè)試溫度的二極管，測(cè)出來的溫度都是不準(zhǔn)確的，因?yàn)闇囟葴y(cè)試的點(diǎn)是單一的，但是在進(jìn)行溫度控制時(shí)，加熱冷卻的頭卻是一種面接觸的方式，所以需要采用新的溫度測(cè)試的方案來解決這一問題。
我們之前所用的熱阻二極管是將二極管的兩端接到芯片的邊緣來進(jìn)行溫度的測(cè)試，這樣一來問題就出現(xiàn)了，首先如我們之前所提到的那樣，這樣一種方式采集溫度的方法有點(diǎn)單一，其次這樣附在芯片表面，所測(cè)量到的溫度本身就有很大的誤差，這邊提出兩種測(cè)試方案，首先，對(duì)于那些較為復(fù)雜的集成電路，或者本身就結(jié)構(gòu)復(fù)雜及晶體管數(shù)目龐大的集成芯片來說，能不能在芯片中設(shè)置一個(gè)內(nèi)建的溫度感應(yīng)器，通過這個(gè)內(nèi)建的溫度感應(yīng)器來感應(yīng)溫度，并反饋到服務(wù)器，然后進(jìn)行溫度的調(diào)節(jié)控制。對(duì)于這個(gè)模塊的要求是必須是獨(dú)立完整的，并且溫度測(cè)試感應(yīng)的過程必須是簡(jiǎn)單的，也就是說就用一個(gè)較為簡(jiǎn)化的模塊就夠了，還有非常重要的一點(diǎn)就是這個(gè)內(nèi)建模塊占用的位置必須足夠的小，不能影響到芯片原有的性能，并且最好不要有多余的pin腳引出。
那針對(duì)這兩個(gè)想法下面進(jìn)行兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，首先用原先的溫度測(cè)試二極管來進(jìn)行測(cè)試，本文研究的溫度測(cè)試系統(tǒng)是針對(duì)高集成度，高復(fù)雜度的的器件，所以這邊所選用的芯片是一個(gè)普通的處理器芯片，用一臺(tái)ATE（Automatic Test Equipment，自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備）機(jī)器進(jìn)行測(cè)試并監(jiān)控溫度。根據(jù)之前的構(gòu)想，選擇3個(gè)點(diǎn)來進(jìn)行溫度檢測(cè)，第一：溫控控制頭的溫度，這個(gè)溫度是機(jī)器對(duì)電路進(jìn)行溫度控制時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)溫度；第二：芯片表面的熱阻二極管的溫度，這個(gè)溫度反應(yīng)的是測(cè)試得到的實(shí)時(shí)的芯片溫度；第三：處理器中的二極管的溫度，這個(gè)溫度是由于芯片中二極管特性變化，通過計(jì)算得到的處理器內(nèi)部的二極管溫度。實(shí)驗(yàn)的過程也很簡(jiǎn)單，對(duì)芯片通電，增加電壓，使得溫度上升，檢測(cè)打開測(cè)試槽（DUT）監(jiān)控界面，對(duì)以上3個(gè)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。從而得到測(cè)試結(jié)果如圖1所示。
從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以清楚的看到兩點(diǎn)，第一：之前用來感應(yīng)溫度的熱阻二極管的溫度值與機(jī)器的熱接觸頭的值不相符，存在明顯的誤差。第二：處理器內(nèi)部的溫度和熱接觸頭的溫度誤差較小。
上面的實(shí)驗(yàn)中給出了2點(diǎn)啟發(fā)：（1）芯片內(nèi)部的溫度，比附在芯片邊緣的熱阻二極管的溫度來的可靠的多。（2）如果單純的在芯片中加入內(nèi)建的溫度感應(yīng)器，依然存在一定的誤差，這就需要一些特別的設(shè)計(jì)。這邊提出一個(gè)想法，既然一個(gè)內(nèi)建溫度感應(yīng)器不夠，那就多設(shè)計(jì)幾個(gè)溫度感應(yīng)器，在電路的幾個(gè)核心的部位，這樣多點(diǎn)采集，再進(jìn)行比較，取得溫度值最高的那個(gè)，反饋到控制系統(tǒng)，這樣就準(zhǔn)確許多。圖2所示的是處理器芯片內(nèi)部的溫度感應(yīng)器的分布示意圖，在芯片內(nèi)部各個(gè)重要模塊中都有設(shè)置。
這邊同樣一個(gè)很明顯的問題就是，當(dāng)我的這些感應(yīng)器得到相應(yīng)的各點(diǎn)的溫度時(shí)，怎樣對(duì)得到的每個(gè)溫度信號(hào)進(jìn)行計(jì)算校準(zhǔn)，這就需要設(shè)計(jì)一個(gè)溫度計(jì)算控制電路。
這個(gè)溫度計(jì)算電路的結(jié)構(gòu)相對(duì)是比較簡(jiǎn)單的，符合之前提出的盡量簡(jiǎn)化系統(tǒng)的要求。各個(gè)模塊上的感應(yīng)器得到溫度，經(jīng)過邏輯控制中心轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)然后通過一個(gè)比較器得到最大值，將信號(hào)傳輸?shù)綔囟瓤刂浦行倪M(jìn)行控制。將整個(gè)系統(tǒng)實(shí)施到溫度測(cè)試系統(tǒng)當(dāng)中之后，再對(duì)測(cè)試溫度，溫度控制頭的溫度以及得到的芯片內(nèi)部二極管溫度值進(jìn)行測(cè)試觀察得到如圖4所示的曲線圖：
從圖中可以清楚的看到，除了在測(cè)試的開始和結(jié)束有少許的溫度波動(dòng)，整個(gè)測(cè)試過程中，感應(yīng)器得到的溫度和機(jī)器的溫度控制頭的溫度是比較吻合的，所以整個(gè)設(shè)計(jì)構(gòu)想也得到了驗(yàn)證。
2 總結(jié)
本篇文章主要針對(duì)現(xiàn)在的復(fù)雜電路和器件中溫度測(cè)試較為不穩(wěn)定的問題，提出了新的測(cè)試元件，測(cè)試電路的設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)也表明了新的方案的是有效的，但是問題依然存在，整個(gè)系統(tǒng)相對(duì)于之前的單一的溫度測(cè)試元件的測(cè)試方法，它的可靠性問題依然存在，后面的研究中需要針對(duì)可靠性的問題需要進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)。
參考文獻(xiàn)
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中圖分類號(hào)：O348文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
Abstract：Smoke detector is one of the most common fire detection device in building fire protection facilities. According to the fire protection regulations maintenance units must be detector function test every year, and the third party inspection, a lot of work consumed in the smoke detector test. The author puts forward the idea about the smoke fire detector test function integration, in order to solve the problem of high cost and the detector alarm performance can not be quantified.
Key Words：smoke detectortestintegration
一、前言
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人民生活水平的提高，國(guó)家及民眾對(duì)于消防安全日益重視，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)作為最為常用的早期火災(zāi)預(yù)警裝置日益普及，從最新實(shí)施的《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50116-2013就可以看出，國(guó)家對(duì)住宅建筑火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)置提出了明確的要求。感煙火災(zāi)探測(cè)器作為火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)中最為常用的報(bào)警裝置，其功能好壞直接關(guān)系到是否能夠早報(bào)警早處置，正是基于此，《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50166-2007明確要求每年需對(duì)所有探測(cè)器進(jìn)行功能測(cè)試，另外《消防法》規(guī)定需對(duì)建筑消防設(shè)施每年至少進(jìn)行一次全面檢測(cè)，即第三方消防檢測(cè)機(jī)構(gòu)年檢。
二、傳統(tǒng)測(cè)試方式的弊端
為了檢驗(yàn)感煙探測(cè)器報(bào)警功能的好壞，主要的測(cè)試方法是使用感煙探測(cè)器測(cè)試工具（俗稱煙槍）對(duì)其進(jìn)行流動(dòng)加煙試驗(yàn)。由于感煙探測(cè)器點(diǎn)多面散，操作人員需要扛槍流動(dòng)作業(yè)，再加上點(diǎn)香及煙霧加注過多后的善后處理等，消耗了維保和檢測(cè)單位的大量時(shí)間和人力、物力投入。
在傳統(tǒng)的加煙測(cè)試過程中，煙霧的濃度很難控制，煙霧進(jìn)入探測(cè)器內(nèi)部的數(shù)量更是不得而知，這就造成了有些靈敏度高的探測(cè)器幾秒鐘內(nèi)就立刻報(bào)警，而有些靈敏度差的探測(cè)器就需要注煙幾分鐘后才報(bào)警，雖然都有報(bào)警功能但是顯然兩者都存在著一定的問題，前者容易受環(huán)境影響產(chǎn)生誤報(bào)警，而后者又不能做到火災(zāi)的早期預(yù)警，關(guān)鍵因素是煙量無法準(zhǔn)確控制，現(xiàn)場(chǎng)加煙與實(shí)驗(yàn)室的標(biāo)準(zhǔn)煙室存在著很大的差別，這也是感煙探測(cè)器的報(bào)警功能參數(shù)未納入計(jì)量認(rèn)證的原因之一。
另外在一些特殊場(chǎng)所，如中庭、高架倉(cāng)庫(kù)等，點(diǎn)型感煙探測(cè)器安裝高度能夠達(dá)到極限高度12米，線型光束感煙探測(cè)器安裝高度可以達(dá)到20米，煙槍無法觸及，需登高作業(yè)方可進(jìn)行測(cè)試，十分不便；再如一些危險(xiǎn)場(chǎng)所，如變壓器室、高壓開關(guān)室等，平時(shí)人員無法進(jìn)入，只能在停機(jī)的情況下才能進(jìn)行測(cè)試。還有一些禁煙場(chǎng)所，如煤氣等易燃易爆區(qū)域、高檔賓館酒店等，傳統(tǒng)的加煙測(cè)試方式局限性很大。
三、感煙探測(cè)器測(cè)試功能集成化
造成目前這種現(xiàn)狀的主要原因是探測(cè)器生產(chǎn)廠家設(shè)計(jì)探測(cè)器的初衷只是為了探測(cè)火災(zāi)，而沒有考慮到日后測(cè)試及維護(hù)的方便快捷。隨著人們對(duì)消防安全的日益重視，以及勞動(dòng)力成本的不斷提升，亟需一種既能夠準(zhǔn)確判斷感煙探測(cè)器報(bào)警性能又便于測(cè)試的手段。
點(diǎn)型感煙火災(zāi)探測(cè)器是消防火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)中使用最為廣泛的探測(cè)裝置，雖然歷經(jīng)幾十年的發(fā)展，但其探測(cè)原理沒有發(fā)生實(shí)質(zhì)性的改變，它是通過探測(cè)區(qū)域煙霧濃度變化影響到光線的變化，當(dāng)煙霧造成的光線減弱到一定的數(shù)值后，再轉(zhuǎn)化為電信號(hào)實(shí)現(xiàn)報(bào)警目的的一種器件。光電探測(cè)器的響應(yīng)閾值，即用減光系數(shù)m值(單位為dB/m)表示的探測(cè)器報(bào)警時(shí)刻的煙濃度，需采用實(shí)驗(yàn)室方法測(cè)量確定，即在光學(xué)密度計(jì)利用光束受煙粒子作用后，光輻射能按指數(shù)規(guī)律衰減的原理測(cè)量煙濃度。減光系數(shù)用下式表示：
m=（10/d)lg(P0/P)，式中：
m―減光系數(shù)，dB/m；
d―試驗(yàn)煙的光學(xué)測(cè)量長(zhǎng)度，m；
P0―無煙時(shí)接收的輻射功率，W；
P―有煙時(shí)接收的輻射功率，W。
如果在其內(nèi)部集成物理減光測(cè)試裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在測(cè)試時(shí)使減光裝置動(dòng)作，遮擋光源，同樣能夠啟到模擬煙霧的效果，達(dá)到測(cè)試報(bào)警功能的目的。在現(xiàn)場(chǎng)使用了一段時(shí)間后，如果在減光裝置動(dòng)作后不能及時(shí)報(bào)警即可以判定該探測(cè)器的報(bào)警閾值已經(jīng)達(dá)不到出廠時(shí)的最低要求，可以通過廠家提升靈敏度，或者進(jìn)行清洗或更換，徹底解決了傳統(tǒng)的通過加煙進(jìn)行探測(cè)器測(cè)試方法中的煙量無法準(zhǔn)確控制，判斷報(bào)警時(shí)間是否及時(shí)的關(guān)鍵問題。由于目前感煙探測(cè)器在生產(chǎn)過程中可以設(shè)定不同的靈敏度，所以在減光裝置的選擇上應(yīng)該與探測(cè)器最低靈敏度時(shí)的響應(yīng)閾值相匹配，以準(zhǔn)確判斷在最不利的情況下探測(cè)器報(bào)警功能的好壞。
對(duì)于線型光束感煙探測(cè)器以及管路采樣式吸氣感煙火災(zāi)探測(cè)器測(cè)試裝置的集成同樣可以采用以上思路。前者可根據(jù)《建筑消防設(shè)施檢測(cè)技術(shù)規(guī)程》GA503-2004的測(cè)試方法，在發(fā)射器及接收器處的光路上分別安裝減光值為1.0dB和10dB的減光裝置，分別啟到測(cè)試報(bào)警及報(bào)故障的功能。而后者如果安裝高度較高不便測(cè)試的話，可以在最不利的采樣孔處安裝一根空心伴隨管便于將測(cè)試煙霧送入采用孔中。
集成電路測(cè)試貫穿在集成電路設(shè)計(jì)、芯片生產(chǎn)、封裝以及集成電路應(yīng)用的全過程，因此，測(cè)試在集成電路生產(chǎn)成本中占有很大比例。而在測(cè)試過程中，測(cè)試向量的生成又是最主要和最復(fù)雜的部分，且對(duì)測(cè)試效率的要求也越來越高，這就要求有性能良好的測(cè)試系統(tǒng)和高效的測(cè)試算法。
一、數(shù)字集成電路測(cè)試的基本概念
根據(jù)有關(guān)數(shù)字電路的測(cè)試技術(shù)，由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)取決于數(shù)字邏輯系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和數(shù)字電路的模型，因此測(cè)試輸入信號(hào)和觀察設(shè)備必須根據(jù)被測(cè)試系統(tǒng)來決定。我們將數(shù)字電路的可測(cè)性定義如下：對(duì)于數(shù)字電路系統(tǒng)，如果每一個(gè)輸出的完備信號(hào)都具有邏輯結(jié)構(gòu)唯一的代表性，輸出完備信號(hào)集合具有邏輯結(jié)構(gòu)覆蓋性，則說系統(tǒng)具有可測(cè)性。
二、數(shù)字集成電路測(cè)試的特點(diǎn)
（一）數(shù)字電路測(cè)試的可控性 系統(tǒng)的可靠性需要每一個(gè)完備輸入信號(hào)，都會(huì)有一個(gè)完備輸出信號(hào)相對(duì)性。也就是說，只要給定一個(gè)完備信號(hào)作為輸入，就可以預(yù)知系統(tǒng)在此信號(hào)激勵(lì)下的響應(yīng)。換句話說，對(duì)于可控性數(shù)字電路，系統(tǒng)的行為完全可以通過輸入進(jìn)行控制。從數(shù)字邏輯系統(tǒng)的分析理論可以看出，具有可控性的數(shù)字電路，由于輸入與輸出完備信號(hào)之間存在一一映射關(guān)系，因此可以根據(jù)完備信號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系得到相應(yīng)的邏輯。
（二）數(shù)字電路測(cè)試的可測(cè)性 數(shù)字電路的設(shè)計(jì)，是要實(shí)現(xiàn)相應(yīng)數(shù)字邏輯系統(tǒng)的邏輯行為功能，為了證明數(shù)字電路的邏輯要求，就必須對(duì)數(shù)字電路進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)試，通過測(cè)試結(jié)果來證明設(shè)計(jì)結(jié)果的正確性。如果一個(gè)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上屬于優(yōu)秀，從理論上完成了對(duì)應(yīng)數(shù)字邏輯系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，但卻無法用實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明證實(shí)，則這個(gè)設(shè)計(jì)是失敗的。因此，測(cè)試對(duì)于系統(tǒng)設(shè)計(jì)來說是十分重要的。從另一個(gè)角度來說，測(cè)試就是指數(shù)字系統(tǒng)的狀態(tài)和邏輯行為能否被觀察到，同時(shí)，所有的測(cè)試結(jié)果必須能與數(shù)字電路的邏輯結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)。也就是說，測(cè)試的結(jié)果必須具有邏輯結(jié)構(gòu)代表性和邏輯結(jié)構(gòu)覆蓋性。
三、數(shù)字電路測(cè)驗(yàn)的作用
與其它任何產(chǎn)品一樣，數(shù)字電路產(chǎn)出來以后要進(jìn)行測(cè)試，以便確認(rèn)數(shù)字電路是否滿足要求。數(shù)字電路測(cè)試至少有以下三個(gè)方面的作用：
（一）設(shè)計(jì)驗(yàn)證 今天數(shù)字電路的規(guī)模已經(jīng)很大，無論是從經(jīng)濟(jì)的角度，還是從時(shí)間的角度，都不允許我們?cè)谝粋€(gè)芯片制造出來之后，才用現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的方法對(duì)這個(gè)“樣機(jī)”進(jìn)行測(cè)試，而必須是在計(jì)算機(jī)上用測(cè)試的方法對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證，這樣既省錢，又省力。
（二）產(chǎn)品檢驗(yàn) 數(shù)字電路生產(chǎn)中的每一個(gè)環(huán)節(jié)都可能出現(xiàn)錯(cuò)誤，最終導(dǎo)致數(shù)字電路不合格。因此，在數(shù)字電路生產(chǎn)的全過程中均需要測(cè)試。產(chǎn)品只有經(jīng)過嚴(yán)格的測(cè)試后才能出廠。組裝廠家對(duì)于買進(jìn)來的各種數(shù)字電路或其它元件，在它們被裝入系統(tǒng)之前也經(jīng)常進(jìn)行測(cè)試。
（三）運(yùn)行維護(hù) 為了保證運(yùn)行中的系統(tǒng)能可靠地工作，必須定期或不定期地進(jìn)行維護(hù)。而維護(hù)之前首先要進(jìn)行測(cè)試，看看是否存在故障。如果系統(tǒng)存在故障，則還需要進(jìn)行故障定位，至少需要知道故障出現(xiàn)在那一塊電路板上，以便進(jìn)行維修或更換。
由此可以看出，數(shù)字電路測(cè)試貫穿在數(shù)字電路設(shè)計(jì)、制造及應(yīng)用的全過程，被認(rèn)為是數(shù)字電路產(chǎn)業(yè)中一個(gè)重要的組成部分。有人預(yù)計(jì)，到2016年，IC測(cè)試所需的費(fèi)用將在設(shè)計(jì)、制造、封裝和測(cè)試總費(fèi)用中占80%-90%的比例。
四、數(shù)字電路測(cè)試方法概述
（一）驗(yàn)證測(cè)試 當(dāng)一款新的芯片第一次被設(shè)計(jì)并生產(chǎn)出來時(shí)，首先要接受驗(yàn)證測(cè)試。在這一階段，將會(huì)進(jìn)行全面的功能測(cè)試和交流（AC）及直流（DC）參數(shù)測(cè)試。通過驗(yàn)證測(cè)試，可以診斷和修改設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，測(cè)量出芯片的各種電氣參數(shù)，并開發(fā)出將在生產(chǎn)中使用的測(cè)試流程。
（二）生產(chǎn)測(cè)試 當(dāng)數(shù)字電路的設(shè)計(jì)方案通過了驗(yàn)證測(cè)試，進(jìn)入量產(chǎn)階段之后，將利用前一階段調(diào)試好的流程進(jìn)行生產(chǎn)測(cè)試。生產(chǎn)測(cè)試的目的就是要明確地做出被測(cè)數(shù)字電路是否通過測(cè)試的決定。因?yàn)槊繅K數(shù)字電路都要進(jìn)行生產(chǎn)測(cè)試，所以降低測(cè)試成本是這一階段的首要問題。因此，生產(chǎn)測(cè)試所使用的測(cè)試輸入數(shù)（測(cè)試集）要盡可能的小，同時(shí)還必須有足夠高的故障覆蓋率。
（三）老化測(cè)試 每一塊通過了生產(chǎn)測(cè)試的數(shù)字電路并不完全相同，其中有一些可能還有這樣或那樣的問題，只是我們暫時(shí)還沒有發(fā)現(xiàn)，最典型的情況就是同一型號(hào)數(shù)字電路的使用壽命大不相同。老化測(cè)試為了保證產(chǎn)品的可靠性，通過調(diào)高供電電壓、延長(zhǎng)測(cè)試時(shí)間、提高運(yùn)行環(huán)境溫度等方式，將不合格的數(shù)字電路篩選出來。
（四）接受測(cè)試 當(dāng)數(shù)字電路送到用戶手中后，用戶將進(jìn)行再一次的測(cè)試。如系統(tǒng)集成商在組裝系統(tǒng)之前，會(huì)對(duì)買回來的數(shù)字電路和其它各個(gè)部件進(jìn)行測(cè)試。只有確認(rèn)無誤后，才能把它們裝入系統(tǒng)。
五、數(shù)字電路測(cè)試的設(shè)計(jì)
集成電路芯片的封裝技術(shù)已歷經(jīng)了好幾代的變遷，技術(shù)指標(biāo)一代比一代先進(jìn)，如芯片面積與封裝面積越來越接近，適用頻率越來越高，耐溫性能越來越好，引腳數(shù)增多，引腳節(jié)距減小，可靠性提高，更加方便等等。芯片封裝形式很多，但就其與PCB的安裝方式來看主要有以下兩類封裝：通孔式封裝和表面貼裝式封裝。
通孔式封裝，是Ic的引腳通過穿孔電路板，在板的背后焊接。主要包括雙列直插式封裝(DIP)和針柵陣列封裝(PGA)。較受歡迎的表面貼裝式封裝，是將芯片載體(封裝)直接焊接在PCB上的封裝。包括：小外形封裝SOP：四方扁平封裝QFP；塑料引線芯片載體封裝PLCC：無引線陶瓷芯片載體封裝LCC：球柵陣列封裝BGA、芯片級(jí)封裝CSP等。
老化測(cè)試插座的結(jié)構(gòu)
無論是通孔式封裝還是表面貼裝式封裝，生產(chǎn)制造過程中的老化測(cè)試都是一個(gè)重要環(huán)節(jié)，所以老化測(cè)試插座是隨著集成電路的發(fā)展而發(fā)展的。老化測(cè)試插座的結(jié)構(gòu)是根據(jù)集成電路封裝結(jié)構(gòu)的不同而設(shè)計(jì)的。其命名與集成電路封裝形式一致。因此，為了順應(yīng)集成電路的飛速發(fā)展，一般而言，有什么樣的封裝形式就有什么樣的老化測(cè)試插座。并且由于集成電路封裝節(jié)距小、密度大，所以給老化測(cè)試插座的設(shè)計(jì)與制造帶來了很大的難度。下面對(duì)老化測(cè)試插座的結(jié)構(gòu)作簡(jiǎn)單介紹。
通孔式封裝老化測(cè)試插座
單、雙列直插式封裝老化測(cè)試插座
單、雙列直插式封裝的I／O接腳是從封裝的對(duì)邊伸延出來的，然后彎曲(見圖1)。雙列直插式封裝有塑料PDIP和陶瓷CDIP兩種，中心距為2.54mm或1.778mm，一般是8～64接腳，而塑料封裝DIP的接腳數(shù)目通常可以多至68。因?yàn)閴耗：鸵€框的關(guān)系，令制造尺寸更大的DIP有困難，導(dǎo)致接腳數(shù)目局限在68以內(nèi)。由于DIP接腳數(shù)目比較少，最多為68，所以DIP老化測(cè)試插座一般采用低插拔力片簧式結(jié)構(gòu)(見圖2)，此結(jié)構(gòu)由接觸件和絕緣安裝板組成。接觸件采用片簧式結(jié)構(gòu)使封裝引線，與片簧式接觸件雙面接觸、耐磨損，并易于插拔。
雖然國(guó)內(nèi)外大多數(shù)Ic生產(chǎn)廠家在對(duì)DIP進(jìn)行老化測(cè)試時(shí)采用上述的片簧式結(jié)構(gòu)，也有少數(shù)的Ic生產(chǎn)廠家采用手柄式老化測(cè)試插座，這種插座是零插拔力結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)制造難度比較大，價(jià)格也比較高，所以也有少數(shù)Ic生產(chǎn)廠家使用圓孔式結(jié)構(gòu)(見圖3)，即裝機(jī)用DIP插座，因裝機(jī)用DIP插座插拔力小，接觸可靠，并且價(jià)格很便宜。
針柵陣列封裝(PGA)封裝老化測(cè)試插座
PGA是通孔封裝中的一種流行封裝，它是一個(gè)多層的芯片載體封裝，外形通常是正方形的，這類封裝底部焊有接腳，通常用在接腳數(shù)目超過68的超大規(guī)模IC(VLSI)上。當(dāng)需要高接腳數(shù)目或低熱阻時(shí)，PGA是DIP的最佳取代封裝方式。PGA封裝的外形見圖4。
PPGA為塑料針柵陣列封裝，CPGA為陶瓷針柵陣列封裝其節(jié)距為2.54mm。而FPGA為窄節(jié)距PGA，目前接腳節(jié)距為0.80mm、0.65mm的FPGA為主流。目前國(guó)內(nèi)常用的PGA封裝接腳數(shù)目從100(10×10)到441(21×21)或更多。
對(duì)于接腳數(shù)目少于100線的PGA封裝進(jìn)行老化測(cè)試時(shí)，國(guó)內(nèi)有一小部分生產(chǎn)廠家采用性價(jià)比較好、插拔力較小的圓孔插入式插座(見圖5)。而對(duì)于超過接腳數(shù)目100的，則要使用零插拔力老化測(cè)試插座。
PGA零插拔力老化測(cè)試插座的結(jié)構(gòu)形式(見圖6)。使用時(shí)把這種插座的手柄輕輕抬起，PGA就可以很容易、輕松地插入插座中，然后將手柄水平放置到原處，利用插座本身的特殊結(jié)構(gòu)生成的擠壓力，將PGA的接腳與插座牢牢地接觸，絕對(duì)不存在接觸不良的問題，而拆卸PGA芯片只需將插座的手柄輕輕抬起、則壓力解除，PGA芯片既可輕松取出。由于PGA零插拔力插座使用方便，接觸可靠，也常用于裝機(jī)。例如，計(jì)算機(jī)主機(jī)中的CPU就使用的是PGA零插拔力插座。
表面貼裝式封裝老化測(cè)試插座
表面貼裝式封裝形式
QFP四方扁平封裝適用于高頻和多接腳器件，四邊都有細(xì)小的
“L”字引線(見圖7)。小外形封裝(SOP)的引線與QFP方式基本相同。唯一區(qū)別是QPP一般為正方形、四邊都有引線,而SOP則是兩對(duì)邊有引線，見圖8。
QFP在電路板的占位比DIP節(jié)省一倍。外形可以是正方形或長(zhǎng)方形，引線節(jié)距為1，27mm、lmm、0.8mm、0.65mm和0.5mm，引線數(shù)目由20-240。而SOP的引線節(jié)距最大為1.27 mm，最小為0.5mm，比DIP要小很多。到了20世紀(jì)80年代，出現(xiàn)的內(nèi)存第二代封裝技術(shù)以TSOP為代表，它很快為業(yè)界所普遍采用，到目前為止還保持著內(nèi)存封裝的主流地位。
LCC系列封裝是無引線封裝，其引線是采用特殊的工藝手段附著在陶瓷底板上的鍍金片，節(jié)距為1.27 mm，常見芯數(shù)為18、20、24、28、68等。封裝形式見圖9。
塑料有引線芯片載體(PLCC／JLCC)是TI于1980年代初期開發(fā)的，是代替無引線芯片載體的一個(gè)低成本封裝方式。PLCC是T形彎曲
(T―bend)的，那是說這封裝的接腳向內(nèi)彎曲成“I”的形狀，所以有些廠家也NqJLCC或QYJ.(見圖10)。PLCC的優(yōu)點(diǎn)是占的安裝位置更小，而且接腳受封裝保護(hù)。PLCC通常是，正方形或長(zhǎng)方形，四邊都有接腳，節(jié)距為1.27 mm或0.65mm。引線數(shù)常見的有18、20、22、28、32、44、52、68、84。
J形引線小外形封裝(sOJ)的對(duì)邊伸延出來的，然后彎曲成“T”形(見圖11)，引線形狀與PLCC相同，不過PLCC的引線分布在四邊，其引線節(jié)距為1.27mm，常用芯數(shù)為16、20、24、26、28、32、34、40、44(節(jié)距為0.80)。
隨著集成運(yùn)算放大器參數(shù)測(cè)試儀(以下簡(jiǎn)稱運(yùn)放測(cè)試儀)在國(guó)防軍工和民用領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，其質(zhì)量問題顯得尤為重要。傳統(tǒng)的運(yùn)放測(cè)試儀校準(zhǔn)方案已不能滿足國(guó)防軍工的要求，運(yùn)放測(cè)試儀的校準(zhǔn)問題面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。因此，如何規(guī)范和提高運(yùn)放測(cè)試儀的測(cè)試精度，保證軍用運(yùn)放器件的準(zhǔn)確性是目前應(yīng)該解決的關(guān)鍵問題。
目前，國(guó)內(nèi)外運(yùn)放測(cè)試儀(或者模擬器件測(cè)試系統(tǒng))主要存在以下幾種校準(zhǔn)方案：校準(zhǔn)板法、標(biāo)準(zhǔn)樣片法和標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)模擬法。各校準(zhǔn)方案校準(zhǔn)項(xiàng)目、優(yōu)缺點(diǎn)和相關(guān)情況的比較如表1所示。
比較以上三種方案可知，前兩種方法只是校準(zhǔn)儀器內(nèi)部使用的PMU單元、電流源、電壓源等，并不涉及到儀器本身閉環(huán)測(cè)試電路部分，局限性很大，很難保證運(yùn)放測(cè)試儀的集成運(yùn)放器件參數(shù)測(cè)試精度。而標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)模擬法直接面向測(cè)試夾具，其校準(zhǔn)方法具有一定可行性，只是在校準(zhǔn)精度、通用性、測(cè)試自動(dòng)化程度等方面需要進(jìn)一步的研究。因此，通過對(duì)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)模擬法加以改進(jìn)，對(duì)運(yùn)放測(cè)試儀進(jìn)行校準(zhǔn)，開發(fā)出集成運(yùn)放參數(shù)測(cè)試儀校準(zhǔn)裝置，在參數(shù)精度和校準(zhǔn)范圍上，能滿足國(guó)內(nèi)大多數(shù)運(yùn)放測(cè)試儀，在通用性上，能夠校準(zhǔn)使用“閉環(huán)測(cè)試原理”的儀器。
系統(tǒng)性能要求
本課題的主要任務(wù)是通過研究國(guó)內(nèi)外運(yùn)放測(cè)試儀的校準(zhǔn)方法，改進(jìn)實(shí)用性較強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)模擬法，用指標(biāo)更高的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)來校準(zhǔn)運(yùn)放測(cè)試儀，實(shí)現(xiàn)運(yùn)放測(cè)試儀的自動(dòng)化校準(zhǔn)以及校準(zhǔn)原始記錄、校準(zhǔn)證書的自動(dòng)生成等。
表2為本課題中研制的集成運(yùn)放參數(shù)測(cè)試儀校準(zhǔn)裝置與市場(chǎng)上典型運(yùn)放測(cè)試儀的技術(shù)指標(biāo)比較情況。從表2可以看出，校準(zhǔn)裝置技術(shù)指標(biāo)可以校準(zhǔn)市場(chǎng)上的典型運(yùn)放測(cè)試儀。
校準(zhǔn)裝置的硬件設(shè)計(jì)方案
校準(zhǔn)方案覆蓋了市場(chǎng)上運(yùn)放測(cè)試儀給出的大部分參數(shù)，其中包括輸入失調(diào)電壓、輸入失調(diào)電流、輸入偏置電流等10個(gè)參數(shù)。通過研究集成運(yùn)放參數(shù)“閉環(huán)測(cè)試原理”可知：有的參數(shù)校準(zhǔn)要用到“閉環(huán)測(cè)試回路”，有的直接接上相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)儀器進(jìn)行測(cè)量即可實(shí)現(xiàn)對(duì)儀器的校準(zhǔn)。對(duì)于用到“閉環(huán)測(cè)試回路”的幾個(gè)參數(shù)而言，主要通過補(bǔ)償電源裝置和模擬電源裝置來校準(zhǔn)。運(yùn)放測(cè)試儀總體校準(zhǔn)方案如圖1所示。
1 校準(zhǔn)電路設(shè)計(jì)
輸入失調(diào)電壓V的定義為使輸出電壓為零(或者規(guī)定值)時(shí)，兩輸入端所加的直流補(bǔ)償電壓。集成運(yùn)放可模擬等效為輸入端有一電壓存在的理想集成運(yùn)算放大器，校準(zhǔn)原理如圖2所示。通過調(diào)節(jié)補(bǔ)償電源裝置給輸入一個(gè)與V。電壓等量相反的電壓V輸入就可等效為V=V1+V=0，則被測(cè)集成運(yùn)放與接口電路等效為一輸入失調(diào)電壓為零的理想運(yùn)算放大器。然后，調(diào)節(jié)模擬電源裝置，給定模擬標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)放輸入失調(diào)電壓參數(shù)值。通過數(shù)字多用表讀數(shù)與被校運(yùn)放測(cè)試儀測(cè)試值比較，計(jì)算出誤差值，完成V參數(shù)校準(zhǔn)。
2 單片機(jī)控制電路設(shè)計(jì)
單片機(jī)采用AT89S51，這是一個(gè)低功耗、高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含可反復(fù)擦寫1000次的4KB ISP(In-system programmable)Flash ROM。其采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-5 1指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲(chǔ)單元。
本設(shè)計(jì)中，采用單片機(jī)控制信號(hào)繼電器來實(shí)現(xiàn)電路測(cè)試狀態(tài)轉(zhuǎn)換，信號(hào)繼電器選用的是HKE公司的HRS2H-S-DC5V，能夠快速完成測(cè)試狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，只需單片機(jī)5V供電電源即可，便于完成參數(shù)的校準(zhǔn)。此外，繼電器跳變由PNP三極管$8550來驅(qū)動(dòng)完成。
3 液晶顯示電路設(shè)計(jì)
智能彩色液晶顯示器VK56B是上海廣電集團(tuán)北京分公司的產(chǎn)品，具有體積小、功耗低、無輔射、壽命長(zhǎng)、超薄、防振及防爆等特點(diǎn)。該LCD采用工業(yè)級(jí)的CPU，機(jī)內(nèi)配置有二級(jí)字庫(kù)，可通過串口或三態(tài)數(shù)據(jù)總線并口接收控制命令數(shù)據(jù)，并自行對(duì)接收的命令和數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以實(shí)時(shí)顯示用戶所要顯示的各種曲線、圖形和中西文字體。AT89S5 1與智能化液晶VK56B的接口電路如圖3所示。單片機(jī)與LED采用并行通信設(shè)計(jì)，LCD自身具有一個(gè)三態(tài)數(shù)據(jù)總線并口(并口為CMOS電平)，可以同主機(jī)進(jìn)行通信。它外部有12條線同單片機(jī)相連，即DO-D7、WRCS、BUSY、INT和GND。其中，WRCS為片選信號(hào)和寫信號(hào)的邏輯或非，上升沿有效，BUSY信號(hào)為高(CMOS電平)表示忙，INT為中斷申請(qǐng)信號(hào)，低電平有效。
集成運(yùn)放參數(shù)測(cè)試儀校準(zhǔn)裝置軟件設(shè)計(jì)
軟件部分包括上位機(jī)軟件和下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)。上位機(jī)軟件完成PC與單片機(jī)的通信以及校準(zhǔn)數(shù)據(jù)處理等工作；下位機(jī)軟件即單片機(jī)源程序。本設(shè)計(jì)使用Keil C完成測(cè)試狀態(tài)的轉(zhuǎn)換、與上位機(jī)串行通信以及測(cè)試參數(shù)的實(shí)時(shí)顯示等。
1 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)
上位機(jī)軟件主要分為三部分：參數(shù)設(shè)置部分主要完成被校運(yùn)放測(cè)試儀信息錄入，校準(zhǔn)部分完成各參數(shù)的校準(zhǔn)，數(shù)據(jù)處理部分完成校準(zhǔn)證書及原始記錄的自動(dòng)化報(bào)表。上位機(jī)軟件主對(duì)話框如圖4所示?！皡?shù)設(shè)置”部分主要完成被校運(yùn)放測(cè)試儀的資料錄入；“校準(zhǔn)”部分主要通過下位機(jī)配合完成輸入失調(diào)電壓、輸入失調(diào)電流等10個(gè)參數(shù)的校準(zhǔn)過程；“生成校準(zhǔn)證書”、“生成原始記錄”、“預(yù)覽校準(zhǔn)證書”、“預(yù)覽原始記錄”主要實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)化處理。
2 下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)
下位機(jī)軟件主要通過Keil C進(jìn)行編寫，通過下位機(jī)軟件完成校準(zhǔn)參數(shù)的動(dòng)態(tài)顯示以及測(cè)試狀態(tài)的轉(zhuǎn)換等。其包括兩個(gè)部分，一部分是ST7920液晶驅(qū)動(dòng)程序，另外一部分是單片機(jī)串口通信程序。這里簡(jiǎn)要介紹一下VK56B液晶驅(qū)動(dòng)程序的編寫。圖5是LCD的時(shí)序圖。其中，TW為WRCS信號(hào)的脈沖寬度，TSU為數(shù)據(jù)建立時(shí)間，TH為數(shù)據(jù)保持時(shí)間。這些參數(shù)的具體要求為：TW不小于16ns，TSU不小于12ns，T大于0ns，TH不小于5ns，TI不小于2us。
校準(zhǔn)裝開發(fā)過程中需要注意的一些問題
接口電路的器件由高分辨率、高穩(wěn)定、低紋波系數(shù)電源供電，接口電路的器件偏置電源采用電池供電。
校準(zhǔn)接口電路單元中的標(biāo)準(zhǔn)電阻采用溫度系數(shù)小且準(zhǔn)確度優(yōu)于0.02％的標(biāo)準(zhǔn)電阻，然后再經(jīng)加電老化進(jìn)行篩選。
校準(zhǔn)接口電路單元的輔助電路和補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的制作關(guān)鍵是不能引入會(huì)對(duì)被校儀器產(chǎn)生噪聲，自激振蕩等的影響量。在電路板制作中，注意布線、元件排序、良好接地以及箱體的電磁屏蔽。
為保證標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)不確定度，將購(gòu)置國(guó)外不同型號(hào)符合要求的器件進(jìn)行嚴(yán)格篩選作為驗(yàn)證用標(biāo)準(zhǔn)樣片，并利用標(biāo)準(zhǔn)樣片與國(guó)內(nèi)性能和穩(wěn)定性好的進(jìn)口、國(guó)產(chǎn)測(cè)量(器具)系統(tǒng)進(jìn)行比對(duì)驗(yàn)證。
測(cè)試用輔助樣管，一定要滿足表的指標(biāo)規(guī)定(選用表3中輸入失調(diào)電壓、輸入失調(diào)電流、輸入偏置電流等參數(shù)允許值的輔助樣片校準(zhǔn)被檢運(yùn)放測(cè)試儀)，否則將造成測(cè)量結(jié)果的不準(zhǔn)確。
中圖分類號(hào)：G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
文章編號(hào)：1671-489X（2015）01-0024-02
1 輔助裝備集成工具車項(xiàng)目的目的和意義
在比賽過程中，選手常常會(huì)遇到一些問題，比如：1）輪胎等很重的物品無法快速搬運(yùn)，用老的笨重的方法，無法實(shí)現(xiàn)快速更換;2）工具多且較重，常常丟失找不到;3）賽場(chǎng)上，隊(duì)員之間聯(lián)系困難，需要保持隨時(shí)溝通聯(lián)絡(luò);4）多種用電設(shè)備，保證供電也是個(gè)問題。
基于此，北京理工大學(xué)學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新實(shí)踐中心有了做一個(gè)集成工具車的構(gòu)想，其應(yīng)具備以下功能：無線電聯(lián)絡(luò)（team radio），設(shè)置小功率發(fā)射基站，實(shí)現(xiàn)單工集群通訊，構(gòu)建指揮和通訊平臺(tái);快速卸胎，參考國(guó)外類似工具，實(shí)現(xiàn)同時(shí)卸除多個(gè)螺母的功能;應(yīng)急供電平臺(tái)，多個(gè)電瓶組成電瓶組，以提升輸出功率，通過高效正弦波逆變器提供穩(wěn)定的220伏電壓，并通過電壓轉(zhuǎn)換模塊提供多組USB 5伏輸出，必要時(shí)可以改為連續(xù)可調(diào)輸出;設(shè)置車載工具箱，隨時(shí)提供必備應(yīng)急工具。
機(jī)械創(chuàng)新實(shí)踐中心內(nèi)現(xiàn)常駐三個(gè)創(chuàng)新團(tuán)體，分別是方程式賽車工作室、智能車俱樂部和節(jié)能車俱樂部，目的是通過實(shí)踐和參加汽車類創(chuàng)新比賽，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。他們?cè)诟鞣N國(guó)內(nèi)外比賽中取得優(yōu)異成績(jī)。
北京理工大學(xué)方程式賽車工作室，是其中成績(jī)最優(yōu)秀的。在汽車類科技創(chuàng)新比賽中，先后在第一屆、第二屆中國(guó)大學(xué)生方程式大賽中獲得冠軍;其后分別赴日本、德國(guó)參加比賽，并取得優(yōu)秀成績(jī)，創(chuàng)造出中國(guó)高校參賽同級(jí)別比賽的最好記錄。2012年汽油機(jī)賽車排名位列世界600余所高校的88名，是唯一進(jìn)入世界前100名的中國(guó)車隊(duì)。
北京理工大學(xué)智能車隊(duì)參與了全國(guó)大學(xué)生“飛思卡爾”杯智能汽車競(jìng)賽歷次比賽，在前八屆比賽中，多次獲得各組別的華北賽獎(jiǎng)項(xiàng)和全國(guó)賽獎(jiǎng)項(xiàng)，競(jìng)賽水平位居全國(guó)高校前列?；谲囕v比賽及測(cè)試的輔助裝備集成工具項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)，將會(huì)幫助北京理工大學(xué)方程式賽車工作室創(chuàng)下更加優(yōu)異的成績(jī)。
2 輔助裝備集成工具車項(xiàng)目的特色與創(chuàng)新點(diǎn)
其最大特點(diǎn)就是，將比賽過程中常用維修維護(hù)功能集成起來在一起，以提升工作效率。其實(shí)用性，在于集成多種功能，這需要進(jìn)行多次反復(fù)的實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)。其新穎性，在于以最優(yōu)化的組合和最人性化的設(shè)計(jì)，專門針對(duì)方程式賽車的研究和維修，可以是獨(dú)一無二的。工具車造型現(xiàn)代，集成車隊(duì)技術(shù)工作、工作指揮平臺(tái)、儲(chǔ)存零部件和運(yùn)送大型裝備等功能，節(jié)省人力物力，并且占用空間少，是一個(gè)很實(shí)用的產(chǎn)品。而且在汽車類創(chuàng)新比賽中，北京理工大學(xué)是較早開始研發(fā)多功能工具車的。
3 輔助裝備集成工具車研究?jī)?nèi)容、進(jìn)度計(jì)劃和研究方法
輔助裝備集成工具車的研究?jī)?nèi)容
車輛基體原理：底盤部分采用五輪結(jié)構(gòu)：四個(gè)萬向輪;車底部中間安裝第五個(gè)輪，為主動(dòng)輪，負(fù)責(zé)輔助動(dòng)力傳輸。制動(dòng)為自行車碟剎動(dòng)力傳動(dòng)采用帶減速器的同步電機(jī)，具有可調(diào)速功能。
無線通訊原理：以中功率對(duì)講機(jī)為基礎(chǔ)，安裝小型對(duì)講基站，選擇相同頻段，給賽車和隊(duì)員都配備發(fā)射接收裝置，實(shí)現(xiàn)車隊(duì)內(nèi)部無縫溝通。
電動(dòng)與電路設(shè)計(jì)：通過電瓶提供能源，用逆變器調(diào)節(jié)電壓，通過傳動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)車體運(yùn)動(dòng)，使用同步電機(jī)來限定轉(zhuǎn)速。逆變器能提供220伏輸出，供給電腦燈設(shè)備工作，也可給其他設(shè)備充電。
快速卸胎裝置：參考國(guó)外類似工具的原理，計(jì)算扭矩，運(yùn)用輪系設(shè)計(jì)改裝電鉆，使其達(dá)到同時(shí)卸除多個(gè)螺母的目的。
工具儲(chǔ)存：在滿足上述要求后，優(yōu)化小車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，充分利用空間，使隨賽車的工具盒標(biāo)準(zhǔn)件能在工具車上有更人性化的儲(chǔ)存空間和相應(yīng)歸類。
輔助裝備集成工具車的研究計(jì)劃
第一階段：2012年9月―2013年11月，對(duì)工具車車身、結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)方案進(jìn)行修改，每周二下午組內(nèi)成員進(jìn)行討論以及分工進(jìn)行三維建模。
第二階段：2012年11月―2013年1月，布置學(xué)生通過走訪五金市場(chǎng)、網(wǎng)上搜索、組內(nèi)頭腦風(fēng)暴等，對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行創(chuàng)意分析，并得出調(diào)研報(bào)告和修改紙質(zhì)方案;布局構(gòu)建，將多功能所需工具或部件合理設(shè)計(jì)并分布到三維模型上。
第三階段：2013年1―4月，設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)，研究“換胎槍”和無線通訊設(shè)備的原理以及對(duì)電機(jī)電瓶的有關(guān)知識(shí)的掌握，并對(duì)計(jì)劃進(jìn)行一定調(diào)整;對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行一定程度的修改。根據(jù)各學(xué)生特點(diǎn)，對(duì)他們做了分工：陳智舟負(fù)責(zé)無線電設(shè)備原理的研究，葉劍輝負(fù)責(zé)“換胎槍”的設(shè)計(jì)，李益民負(fù)責(zé)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，許堯負(fù)責(zé)電機(jī)，李詩音負(fù)責(zé)電瓶。最后得出設(shè)計(jì)或研究報(bào)告。同時(shí)，建議他們進(jìn)行深入調(diào)研，走訪宜家、朝龍五金等大型市場(chǎng)，對(duì)布局和多功能整合性、加工難易程度進(jìn)行調(diào)研，通過及時(shí)的調(diào)研結(jié)論，修改、整合設(shè)計(jì)，得出最終設(shè)計(jì)方案。
第四階段：2013年5―6月，將車的整體加工組裝，分為車架加工、車身加工、結(jié)構(gòu)部件填充和最終組裝四大部分;同時(shí)對(duì)一些細(xì)小的地方進(jìn)行小修改;車的整體加工完成。
第五階段：2013年6月―2014年6月中旬，對(duì)科創(chuàng)項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分析并解決存在問題，進(jìn)行總結(jié)。
車架的三維模型如圖1所示。
輔助裝備集成工具車的研究方法
首先，要求對(duì)現(xiàn)有工具車調(diào)研后，通過SolidWorks建立模型進(jìn)行車體的大致鋼架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)ANSYS車體進(jìn)行力學(xué)結(jié)構(gòu)分析，選取材料，使其承載極限達(dá)到100 kg，同時(shí)保證車體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，在一些緊急情況下，可以運(yùn)載輪胎等重物。整車布局如圖2所示。
第二，通過前期網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)意收集和反復(fù)研討，修改鋼架設(shè)計(jì)，使其兼具加工簡(jiǎn)易性、經(jīng)濟(jì)性，并符合美學(xué)原理。
第三，重新建立三維模型，將多功能的各部分分部先置于車上，并根據(jù)使用情況調(diào)整結(jié)構(gòu)布局。
第四，經(jīng)過對(duì)家居市場(chǎng)調(diào)研，通過整合設(shè)計(jì)，修改部件和布局，讓車輛的結(jié)構(gòu)設(shè)置兼?zhèn)涿缹W(xué)與簡(jiǎn)易多功能的特點(diǎn)。工具車最終模型如圖3所示。
4 輔助裝備集成工具車的最終成果及驗(yàn)收指標(biāo)
通過一系列實(shí)驗(yàn)研究和改進(jìn)，最終實(shí)現(xiàn)：
1）制作出一臺(tái)多功能工具車，可以實(shí)現(xiàn)快速換胎、具有組成團(tuán)體內(nèi)的移動(dòng)小型通訊功能、對(duì)移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行充電、提供交流直流電源、實(shí)現(xiàn)常用工具的儲(chǔ)存;
2）培養(yǎng)三名學(xué)生，使之能夠熟練使用SolidWorks和ANSYS進(jìn)行三維機(jī)械設(shè)計(jì)，將所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考和熟練的實(shí)際操作能力。
中圖分類號(hào):TN431文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-2374(2009)20-0035-02
在數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)室,集成塊是常見的,由于它的體積較小,性能的好壞很難判斷。因此,這里提出運(yùn)用了單片機(jī)原理、C語言、通信原理、低頻電路、數(shù)字電路等基本知識(shí),設(shè)計(jì)了一臺(tái)基于PC機(jī)的數(shù)字集成電路通用測(cè)試儀。這里主要探討硬件電路構(gòu)思與設(shè)計(jì)。
該測(cè)試儀主要是運(yùn)用單片機(jī)的接口與顯示程序和C語言的串行通訊程序來測(cè)試14管腳、16管腳的74Ls系列的集成塊好壞。主要用到單片機(jī)CPU集成塊89C51、驅(qū)動(dòng)器集成塊164、通信集成塊232。該測(cè)試儀運(yùn)用發(fā)光二極管實(shí)測(cè)燈與標(biāo)準(zhǔn)燈的發(fā)光情況相比較,來判斷其好壞。該方法簡(jiǎn)單方便,是實(shí)驗(yàn)室不可缺少的工具之一。
一、想法的來源
一塊小小的集成塊,如何才能判斷它的好壞呢?當(dāng)然,有一些集成塊在工作時(shí)是可以用萬用表測(cè)量其管腳電壓來判斷它的好壞,但是比較麻煩。
“數(shù)字集成電路通用測(cè)試儀”,目的是能夠簡(jiǎn)單而且方便地測(cè)試集成塊的好壞。它主要是運(yùn)用單片機(jī)的匯編語言和C語言來編程,還要用到通信原理、數(shù)字電路等知識(shí)。
該測(cè)試儀可以單拍測(cè)試,也可以連續(xù)測(cè)試,通過串行通訊送過來的數(shù)據(jù),用發(fā)光二極管的發(fā)光情況來判斷。用實(shí)測(cè)燈(綠色二極管)與標(biāo)準(zhǔn)燈(紅色二極管)的亮暗來比較,如果兩者發(fā)光情況一致,則表示通過,說明集成塊是好的;如果不一致,則表示通不過,說明有管腳壞了。
有了這種測(cè)試儀,我們可以很方便地判斷集成塊的好壞,減少了實(shí)驗(yàn)室人員的工作量,具有很強(qiáng)的實(shí)用性。
二、總體設(shè)計(jì)
(一)技術(shù)指標(biāo)
1.測(cè)試管腳數(shù)≤16PIN;
2.測(cè)試速度
3.測(cè)試品種可任意更換。
(二)技術(shù)要求
1.能對(duì)各種數(shù)字集成電路進(jìn)行功能測(cè)試。
2.可連續(xù)測(cè)試,連續(xù)測(cè)試時(shí),每按一次按鈕,可全部測(cè)完,發(fā)光二極管上給出合格(失敗)判斷,并將測(cè)試結(jié)果在PC機(jī)上顯示。
3.也可單拍測(cè)試,單拍測(cè)試時(shí),每按一次按鈕,進(jìn)行一個(gè)節(jié)拍的測(cè)試并在顯示器顯示節(jié)拍號(hào)。
4.通過鍵盤操作,可將盤上的品種程序調(diào)入測(cè)試儀,測(cè)試結(jié)果通過串口回送PC機(jī),PC機(jī)在屏幕上能顯示合格管腳圖形及實(shí)測(cè)管腳圖形。
(三)硬件設(shè)計(jì)
對(duì)于生活在現(xiàn)代科技發(fā)達(dá)的社會(huì)技術(shù)人員來說,軟件已經(jīng)成為一種時(shí)尚,有了軟件,提高了現(xiàn)代人生存的速度,但是,有些軟件的應(yīng)用必須在硬件的基礎(chǔ)上才能夠使用。對(duì)硬件電路的設(shè)計(jì)不但要熟練掌握低頻電路原理、高頻電路原理、數(shù)字電路原理、還得熟練掌握電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA)的技術(shù)。
(四)軟件設(shè)計(jì)
軟件設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)必須結(jié)合進(jìn)行。在本次課題設(shè)計(jì)中,主要是運(yùn)用LCAW軟件和C語言進(jìn)行編程,用PROTEL軟件畫原理圖。
基于PC機(jī)的數(shù)字集成電路通用測(cè)試儀設(shè)計(jì)時(shí)所用到的元件比較多,設(shè)計(jì)時(shí)必須根據(jù)原理圖仔細(xì)安裝,熟練掌握有關(guān)軟件的使用,并且特別要注意軟、硬件的結(jié)合使用。
三、硬件電路的設(shè)計(jì)
如一般的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)一樣,單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)由硬件和軟件所組成。硬件由單片機(jī)、擴(kuò)展的存儲(chǔ)器、輸入/輸出設(shè)備等硬部件組成的機(jī)器,軟件是各種工作程序的總稱。硬件和軟件只有緊密結(jié)合、協(xié)調(diào)一致,才能組成高性能的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。在系統(tǒng)的研制過程中,軟硬件的功能總是不斷地調(diào)整,以便于相互適應(yīng)。硬件設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)總體設(shè)計(jì)要求,在所選擇的機(jī)型的基礎(chǔ)上,具體確定系統(tǒng)中所要使用的元器件,設(shè)計(jì)出系統(tǒng)的電路原理圖,必要時(shí)做一些部件實(shí)驗(yàn),以驗(yàn)證電路圖的正確性,以及工藝加工的設(shè)計(jì)加工、印制板的制作、樣機(jī)的組裝。
(一)硬件設(shè)計(jì)要點(diǎn)
一個(gè)設(shè)計(jì)確定后,經(jīng)過詳細(xì)調(diào)研,可能產(chǎn)生多種設(shè)計(jì)方案,在眾多的設(shè)計(jì)方案中怎樣選擇?為使硬件設(shè)計(jì)盡可能合理,應(yīng)重點(diǎn)考慮以下幾點(diǎn):
1.盡可能選擇功能強(qiáng)的芯片,以簡(jiǎn)化電路。
2.留有余地。在設(shè)計(jì)硬件電路時(shí),要考慮到將來修改、擴(kuò)展的方便。ROM空間、RAM空間、I/O端口,在樣機(jī)研制出來后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試用時(shí),往往會(huì)發(fā)現(xiàn)一些被忽略的問題,而這些問題是不能單靠軟件措施來解決的。如有些新的信號(hào)需要采集,就必須增加輸入檢測(cè)端,有些物理量需要控制,就必須增加輸出端。如果在硬件設(shè)計(jì)之初就多設(shè)計(jì)出一些I/O端口,這個(gè)問題就會(huì)迎刃而解;A/D和D/A通道和I/O端口同樣的原因留出一些A/D和D/A通道,將來可能會(huì)解決大問題。
3.以軟代硬。單片機(jī)和數(shù)字電路本質(zhì)的區(qū)別就是它具有軟件系統(tǒng)。很多硬件電路能做到的,軟件也能做到。原則上,只要軟件能做到的就不用硬件。硬件多了不但增加成本,而且系統(tǒng)故障率也提高了。以軟代硬的實(shí)質(zhì)是以時(shí)間代空間,軟件執(zhí)行過程需要消耗時(shí)間,因此,這種代替帶來的不足就是實(shí)時(shí)性下降,在實(shí)時(shí)性不高的場(chǎng)合,以軟代硬是很合算的。
4.工藝設(shè)計(jì)。包括機(jī)箱、面板、配線、接插件等。必須考慮到安裝、調(diào)試、維修的方便。另外,硬件抗干擾措施也必須在硬件設(shè)計(jì)時(shí)一并考慮進(jìn)去。
(二)所用芯片介紹
硬件設(shè)計(jì)的步驟中的第一步就是查找可能涉及的芯片的資料。這是一步非常重要的步驟。它是硬件電路設(shè)計(jì)正確性和可靠性的基礎(chǔ)。
1.89C51芯片的簡(jiǎn)介。AT89C51是一種低功耗、高性能內(nèi)含4K字節(jié)閃電存儲(chǔ)(Flash memory)的8位CMOS微控制器。片內(nèi)閃電存儲(chǔ)器的程序代碼或數(shù)據(jù)可在線寫入,亦可通過常規(guī)的編程器編程。AT89C51芯片內(nèi)部具有下列硬件資源:4K字節(jié)閃電存儲(chǔ)器,128字節(jié)RAM ,32條I/O線,兩個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器,五源兩級(jí)中斷結(jié)構(gòu),全雙工串行口,片內(nèi)震蕩器及時(shí)鐘電路等。AT89C51片內(nèi)含三個(gè)封鎖位,若封鎖位LB1已被編程,則EA引腳上的邏輯電平在芯片復(fù)位時(shí)被采樣并鎖存。但如果該器件上電時(shí)無復(fù)位,那么相應(yīng)鎖存器便被初始化為隨機(jī)值,此值將保持到復(fù)位時(shí)止。片內(nèi)閃電存儲(chǔ)器的編程,AT89C51片內(nèi)存儲(chǔ)器售后通常處于擦除狀態(tài),即每一地址單元內(nèi)容均為FFH,人們隨時(shí)可對(duì)其編程,編程電壓有高壓12V的,也有低壓5V的低壓編程方式為在用戶系統(tǒng)內(nèi)對(duì)AT89C51進(jìn)行編程提供了方便;而高壓編程方式則與常規(guī)的閃電存儲(chǔ)器或EPROM編程器相兼容。
2.RS-232芯片的簡(jiǎn)介。RS-232是美國(guó)電氣工業(yè)協(xié)會(huì)推廣使用的一種串行通信總線標(biāo)準(zhǔn),是DCE(數(shù)據(jù)通信設(shè)備,如微機(jī))和DTE(數(shù)據(jù)終端設(shè)備,如CRT)間傳輸串行數(shù)據(jù)的總線。TC232內(nèi)部有兩個(gè)發(fā)送器和兩個(gè)接受器,還有一個(gè)電源變換器,是一種廉價(jià)RS232電平轉(zhuǎn)換器, RS232C雖共有25根信號(hào)線,但在近程通信不需要調(diào)制解調(diào)器的情況下,一般只用少量信號(hào)線。若采用直接通信,則通常只用TXD和RXD及地信號(hào)線。
3.164芯片的簡(jiǎn)介。方式0是外接移位寄存器的工作方式,用以擴(kuò)展I/O接口。輸出時(shí)將發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖器中的內(nèi)容串行地址到外部的移位寄存器,輸入時(shí)將外部移位寄存器內(nèi)容移入內(nèi)部的移位寄存器,然后寫入內(nèi)部的接受數(shù)據(jù)緩沖器。在以方式0工作時(shí),數(shù)據(jù)由RXD串行地輸入/輸出,TXD輸出移位脈沖,使外部的移位寄存器移位。方式0輸出時(shí),串行口上外接74LS164串行輸入并行輸出移位寄存器的接口。TXD端輸出的移位脈沖將RXD端輸出的數(shù)據(jù)移入74LS164。CPU發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖器SPUF寫入一個(gè)數(shù)據(jù),就啟動(dòng)串行口發(fā)送,對(duì)SBUF的寫信號(hào)在S6P2時(shí)把1寫入輸出移位寄存器的第9位,并使發(fā)送控制電路開始發(fā)送。內(nèi)部的定時(shí)邏輯在對(duì)SBUF寫和SEND被激活(高電平)之間有一個(gè)完整的機(jī)器周期。在SEND有效時(shí),輸出移位寄存器中輸出位內(nèi)容送RXD端輸出,移位脈沖由TXD端輸出,它使RXD端的輸出數(shù)據(jù)移入到外部的移位寄存器。
(三)硬件電路的設(shè)計(jì)
硬件電路的設(shè)計(jì)如下圖所示:
參考文獻(xiàn)
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中圖分類號(hào)： TN964?34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2014）06?0122?03
Analysis of IC test principle and vector generation method
集成電路測(cè)試（IC測(cè)試）主要的目的是將合格的芯片與不合格的芯片區(qū)分開，保證產(chǎn)品的質(zhì)量與可靠性。隨著集成電路的飛速發(fā)展，其規(guī)模越來越大，對(duì)電路的質(zhì)量與可靠性要求進(jìn)一步提高，集成電路的測(cè)試方法也變得越來越困難。因此，研究和發(fā)展IC測(cè)試，有著重要的意義。而測(cè)試向量作為IC測(cè)試中的重要部分，研究其生成方法也日漸重要。
1 IC測(cè)試
1.1 IC測(cè)試原理
IC測(cè)試是指依據(jù)被測(cè)器件（DUT）特點(diǎn)和功能，給DUT提供測(cè)試激勵(lì)（X），通過測(cè)量DUT輸出響應(yīng)（Y）與期望輸出做比較，從而判斷DUT是否符合格。圖1所示為IC測(cè)試的基本原理模型。
根據(jù)器件類型，IC測(cè)試可以分為數(shù)字電路測(cè)試、模擬電路測(cè)試和混合電路測(cè)試。數(shù)字電路測(cè)試是IC測(cè)試的基礎(chǔ)，除少數(shù)純模擬IC如運(yùn)算放大器、電壓比較器、模擬開關(guān)等之外，現(xiàn)代電子系統(tǒng)中使用的大部分IC都包含有數(shù)字信號(hào)。
數(shù)字IC測(cè)試一般有直流測(cè)試、交流測(cè)試和功能測(cè)試。
1.2 功能測(cè)試
功能測(cè)試用于驗(yàn)證IC是否能完成設(shè)計(jì)所預(yù)期的工作或功能。功能測(cè)試是數(shù)字電路測(cè)試的根本，它模擬IC的實(shí)際工作狀態(tài)，輸入一系列有序或隨機(jī)組合的測(cè)試圖形，以電路規(guī)定的速率作用于被測(cè)器件，再在電路輸出端檢測(cè)輸出信號(hào)是否與預(yù)期圖形數(shù)據(jù)相符，以此判別電路功能是否正常。其關(guān)注的重點(diǎn)是圖形產(chǎn)生的速率、邊沿定時(shí)控制、輸入/輸出控制及屏蔽選擇等[1]。
功能測(cè)試分靜態(tài)功能測(cè)試和動(dòng)態(tài)功能測(cè)試。靜態(tài)功能測(cè)試一般是按真值表的方法，發(fā)現(xiàn)固定型（Stuck?at）故障[2]。動(dòng)態(tài)功能測(cè)試則以接近電路工作頻率的速度進(jìn)行測(cè)試，其目的是在接近或高于器件實(shí)際工作頻率的情況下，驗(yàn)證器件的功能和性能。
功能測(cè)試一般在ATE（Automatic Test Equipment）上進(jìn)行，ATE測(cè)試可以根據(jù)器件在設(shè)計(jì)階段的模擬仿真波形，提供具有復(fù)雜時(shí)序的測(cè)試激勵(lì)，并對(duì)器件的輸出進(jìn)行實(shí)時(shí)的采樣、比較和判斷。
1.3 交流參數(shù)測(cè)試
交流（AC）參數(shù)測(cè)試是以時(shí)間為單位驗(yàn)證與時(shí)間相關(guān)的參數(shù)，實(shí)際上是對(duì)電路工作時(shí)的時(shí)間關(guān)系進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量諸如工作頻率、輸入信號(hào)輸出信號(hào)隨時(shí)間的變化關(guān)系等。常見的測(cè)量參數(shù)有上升和下降時(shí)間、傳輸延遲、建立和保持時(shí)間以及存儲(chǔ)時(shí)間等。交流參數(shù)最關(guān)注的是最大測(cè)試速率和重復(fù)性能，然后為準(zhǔn)確度。
1.4 直流參數(shù)測(cè)試
直流測(cè)試是基于歐姆定律的，用來確定器件參數(shù)的穩(wěn)態(tài)測(cè)試方法。它是以電壓或電流的形式驗(yàn)證電氣參數(shù)。直流參數(shù)測(cè)試包括：接觸測(cè)試、漏電流測(cè)試、轉(zhuǎn)換電平測(cè)試、輸出電平測(cè)試、電源消耗測(cè)試等。
直流測(cè)試常用的測(cè)試方法有加壓測(cè)流（FVMI）和加流測(cè)壓（FIMV）[3]，測(cè)試時(shí)主要考慮測(cè)試準(zhǔn)確度和測(cè)試效率。通過直流測(cè)試可以判明電路的質(zhì)量。如通過接觸測(cè)試判別IC引腳的開路/短路情況、通過漏電測(cè)試可以從某方面反映電路的工藝質(zhì)量、通過轉(zhuǎn)換電平測(cè)試驗(yàn)證電路的驅(qū)動(dòng)能力和抗噪聲能力。
直流測(cè)試是IC測(cè)試的基礎(chǔ)，是檢測(cè)電路性能和可靠性的基本判別手段。
1.5 ATE測(cè)試平臺(tái)
ATE（Automatic Test Equipment）是自動(dòng)測(cè)試設(shè)備，它是一個(gè)集成電路測(cè)試系統(tǒng)，用來進(jìn)行IC測(cè)試。一般包括計(jì)算機(jī)和軟件系統(tǒng)、系統(tǒng)總線控制系統(tǒng)、圖形存儲(chǔ)器、圖形控制器、定時(shí)發(fā)生器、精密測(cè)量單元（PMU）、可編程電源和測(cè)試臺(tái)等。
系統(tǒng)控制總線提供測(cè)試系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)接口卡的連接。圖形控制器用來控制測(cè)試圖形的順序流向，是數(shù)字測(cè)試系統(tǒng)的CPU。它可以提供DUT所需電源、圖形、周期和時(shí)序、驅(qū)動(dòng)電平等信息。
2 測(cè)試向量及其生成
測(cè)試向量（Test Vector）的一個(gè)基本定義是：測(cè)試向量是每個(gè)時(shí)鐘周期應(yīng)用于器件管腳的用于測(cè)試或者操作的邏輯1和邏輯0數(shù)據(jù)。這一定義聽起來似乎很簡(jiǎn)單，但在真實(shí)應(yīng)用中則復(fù)雜得多。因?yàn)檫壿?和邏輯0是由帶定時(shí)特性和電平特性的波形代表的，與波形形狀、脈沖寬度、脈沖邊緣或斜率以及上升沿和下降沿的位置都有關(guān)系。
2.1 ATE測(cè)試向量
在ATE語言中，其測(cè)試向量包含了輸入激勵(lì)和預(yù)期存儲(chǔ)響應(yīng)，通過把兩者結(jié)合形成ATE的測(cè)試圖形。這些圖形在ATE中是通過系統(tǒng)時(shí)鐘上升和下降沿、器件管腳對(duì)建立時(shí)間和保持時(shí)間的要求和一定的格式化方式來表示的。格式化方式一般有RZ（歸零）、RO（歸1）、NRZ（非歸零）和NRZI（非歸零反）等[4]。
圖2為RZ和R1格式化波形，圖3為NRZ和NRZI格式化波形。
RZ數(shù)據(jù)格式，在系統(tǒng)時(shí)鐘的起始時(shí)間T0，RZ測(cè)試波形保持為“0”，如果在該時(shí)鐘周期圖形存儲(chǔ)器輸出圖形數(shù)據(jù)為“1”，則在該周期的時(shí)鐘周期期間，RZ測(cè)試波形由“0”變換到“1”，時(shí)鐘結(jié)束時(shí)，RZ測(cè)試波形回到“0”。若該時(shí)鐘周期圖形存儲(chǔ)器輸出圖形數(shù)據(jù)為“0”，則RZ測(cè)試波形一直保持為“0”，在時(shí)鐘信號(hào)周期內(nèi)不再發(fā)生變化。歸“1”格式（R1）與RZ相反。
非歸“0”（NRZ）數(shù)據(jù)格式，在系統(tǒng)時(shí)鐘起始時(shí)間T0，NRZ測(cè)試波形保持T0前的波形，根據(jù)本時(shí)鐘周期圖形文件存儲(chǔ)的圖形數(shù)據(jù)在時(shí)鐘的信號(hào)沿變化。即若圖形文件存儲(chǔ)數(shù)據(jù)為“1”，那么在相應(yīng)時(shí)鐘邊沿，波形則變化為“1”。NRZI波形是NRZ波形的反相。
在ATE中，通過測(cè)試程序?qū)r(shí)鐘周期、時(shí)鐘前沿、時(shí)鐘后沿和采樣時(shí)間的定義，結(jié)合圖形文件中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，形成實(shí)際測(cè)試時(shí)所需的測(cè)試向量。
ATE測(cè)試向量與EDA設(shè)計(jì)仿真向量不同，而且不同的ATE，其向量格式也不盡相同。以JC?3165型ATE為例，其向量格式如圖4所示。
ATE向量信息以一定格式的文件保存，JC?3165向量文件為 *.MDC文件。在ATE測(cè)試中，需將*.MDC文件通過圖形文件編譯器，編譯成測(cè)試程序可識(shí)別的*.MPD文件。在測(cè)試程序中，通過裝載圖形命令裝載到程序中。
圖4 ATE測(cè)試向量格式
2.2 ATE測(cè)試向量的生成
對(duì)簡(jiǎn)單的集成電路，如門電路，其ATE測(cè)試向量一般可以按照ATE向量格式手工完成。而對(duì)于一些集成度高，功能復(fù)雜的IC，其向量數(shù)據(jù)龐大，一般不可能依據(jù)其邏輯關(guān)系直接寫出所需測(cè)試向量，因此，有必要探尋一種方便可行的方法，完成ATE向量的生成。
在IC設(shè)計(jì)制造產(chǎn)業(yè)中，設(shè)計(jì)、驗(yàn)證和仿真是不可分離的。其ATE測(cè)試向量生成的一種方法是，從基于EDA工具的仿真向量（包含輸入信號(hào)和期望的輸出），經(jīng)過優(yōu)化和轉(zhuǎn)換，形成ATE格式的測(cè)試向量。
依此，可以建立一種向量生成方法。利用EDA工具建立器件模型，通過建立一個(gè)Test bench仿真驗(yàn)證平臺(tái)，對(duì)其提供測(cè)試激勵(lì)，進(jìn)行仿真，驗(yàn)證仿真結(jié)果，將輸入激勵(lì)和輸出響應(yīng)存儲(chǔ)，按照ATE向量格式，生成ATE向量文件。其原理如圖5所示。
2.3 測(cè)試平臺(tái)的建立
（1） DUT模型的建立
① 164245模型：在Modelsim工具下用Verilog HDL語言[5]，建立164245模型。164245是一個(gè)雙8位雙向電平轉(zhuǎn)換器，有4個(gè)輸入控制端：1DIR，1OE，2DIR，2OE；4組8位雙向端口：② 緩沖器模型：建立一個(gè)8位緩沖器模型，用來做Test bench與164245之間的數(shù)據(jù)緩沖，通過在Test bench總調(diào)用緩沖器模塊，解決Test bench與164245模型之間的數(shù)據(jù)輸入問題。
（2） Test bench的建立
依據(jù)器件功能，建立Test bench平臺(tái)，用來輸入仿真向量。
通過Test bench 提供測(cè)試激勵(lì)，經(jīng)過緩沖區(qū)接口送入DUT，觀察DUT輸出響應(yīng)，如果滿足器件功能要求，則存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，經(jīng)過處理按照ATE圖形文件格式產(chǎn)生*.MDC文件；若輸出響應(yīng)有誤，則返回Test bench 和DUT模型進(jìn)行修正。其原理框圖可表示如圖6所示。
（3） 仿真和驗(yàn)證
通過Test bench 給予相應(yīng)的測(cè)試激勵(lì)進(jìn)行仿真，得到預(yù)期的結(jié)果，實(shí)現(xiàn)了器件功能仿真，并獲得了測(cè)試圖形。圖7和圖8為部分仿真結(jié)果。
在JC?3165的*.MDC圖形文件中，對(duì)輸入引腳，用“1”和“0”表示高低電平；對(duì)輸出引腳，用“H”和“L”表示高低電平；“X”則表示不關(guān)心狀態(tài)。由于在仿真時(shí)，輸出也是“0”和“1”，因此在驗(yàn)證結(jié)果正確后，對(duì)輸出結(jié)果進(jìn)行了處理，分別將“0”和“1”轉(zhuǎn)換為“L”和“H”，然后放到存儲(chǔ)其中，最后生成*.MDC圖形文件。
3 結(jié) 論
本文在Modelsim環(huán)境下，通過Verilog HDL語言建立一個(gè)器件模型，搭建一個(gè)驗(yàn)證仿真平臺(tái)，對(duì)164245進(jìn)行了仿真，驗(yàn)證了164245的功能，同時(shí)得到了ATE所需的圖形文件，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期所要完成的任務(wù)。
隨著集成電路的發(fā)展，芯片設(shè)計(jì)水平的不斷提高，功能越來越復(fù)雜，測(cè)試圖形文件也將相當(dāng)復(fù)雜且巨大，編寫出全面、有效，且基本覆蓋芯片大多數(shù)功能的測(cè)試圖形文件逐漸成為一種挑戰(zhàn)，在ATE上實(shí)現(xiàn)測(cè)試圖形自動(dòng)生成已不可能。因此，有必要尋找一種能在EDA工具和ATE測(cè)試平臺(tái)之間的一種靈活通訊的方法。
目前常用的一種方法是，通過提取EDA工具產(chǎn)生的VCD仿真文件中的信息，轉(zhuǎn)換為ATE測(cè)試平臺(tái)所需的測(cè)試圖形文件[6]，這需要對(duì)VCD文件有一定的了解，也是進(jìn)一步的工作。
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