ATE設(shè)備環(huán)繞BIT測試實現(xiàn)的方法研究

張瑞生

【摘要】 本文以基于CPCI總線的某型便攜式自動化測試系統(tǒng)為例，詳細介紹了環(huán)繞BIT設(shè)計節(jié)點選擇和詳細設(shè)計方法，針對系統(tǒng)的串行通訊、AD采集、開關(guān)量控制、PAL視頻采集的環(huán)繞BIT設(shè)計策略，實現(xiàn)了測試系統(tǒng)故障的檢測和隔離。

【關(guān)鍵詞】 故障診斷 CPCI總線 BIT

引言

ATE設(shè)備作為測控領(lǐng)域使用廣泛的自動化測試手段，對設(shè)備自身狀態(tài)的診斷，是確保測試結(jié)果可靠、可信的重要保證。通常采取機內(nèi)自檢測（Built in test，簡稱BIT）的方式，根據(jù)系統(tǒng)自身的規(guī)模和要求，可進行余度BIT設(shè)計或者環(huán)繞BIT設(shè)計。前者具有較高的故障檢測能力和隔離能力，但資源需求多，成本高，對于關(guān)鍵節(jié)點的測試可采用；后者利用系統(tǒng)冗余資源對測試節(jié)點進行直接或間接測試，對結(jié)果進行分析、判斷，得出設(shè)備狀態(tài)結(jié)論。本文以基于CPCI總線的某便攜式測控系統(tǒng)為例，介紹環(huán)繞BIT設(shè)計的實現(xiàn)及驗證情況。

一、ATE總體設(shè)計

某型自動測試系統(tǒng)利用CPCI總線的開放式架構(gòu)，并可以自動識別板卡、配置系統(tǒng)資源的特點，搭建便攜測試平臺，具有供電、通訊、數(shù)據(jù)&圖像采集、控制等功能，原理如圖1所示。

ATE給被測對象提供電源，通過串口控制其按照既定時序工作，對輸出信號回采，判斷其工作狀態(tài)，形成回路測試。由一體化顯示單元、嵌入式控制器、RS422通訊、AD采集、PAL視頻采集、+28V/+5V開關(guān)量輸出、電源、電纜等組成。對于主要測試節(jié)點設(shè)置，下文將詳細介紹。

二、關(guān)鍵測試節(jié)點分析

按測試信號故障的危害程度，設(shè)置合適測試節(jié)點對系統(tǒng)中的必要環(huán)節(jié)進行在線和離線的監(jiān)測。在線測試模式為正常測試的狀態(tài)，所有節(jié)點在此情況下均需要工作；離線模式為測試準(zhǔn)備狀態(tài)。

遵照此原則，對信號進行分類，形成表1所示的測試節(jié)點設(shè)置表，對冗余資源進統(tǒng)計后一并匯入表1。

從表1中可以看出，需對電源輸出的電壓、電流信號進行在線、離線兩種狀態(tài)的測量，而對于串行通訊、輸出信號、視頻信號則僅需在線監(jiān)測。

三、環(huán)繞BIT設(shè)計

本文研究的環(huán)繞BIT設(shè)計是依靠系統(tǒng)自身的硬件資源，將采集、通訊、控制等按BIT測試需求重新配置，構(gòu)成測試回路。

3.1電源信號的BIT設(shè)計

電源輸出根部作為電源監(jiān)測的第一個節(jié)點，回路中I/V轉(zhuǎn)換輸出作為第二個節(jié)點，通過開關(guān)控制，對節(jié)點數(shù)據(jù)聯(lián)合判斷，實現(xiàn)電源實時監(jiān)控，如圖2所示。電纜未連接時，電壓有輸出，電流無輸出；接入負載時，電壓、電流均輸出，根據(jù)電流輸出結(jié)果，判定連接狀態(tài)。

3.2通訊信號的BIT設(shè)計

串行通訊信號利用冗余通道，在自檢接口上配置，通道間異發(fā)異收，實現(xiàn)BIT通道閉環(huán)測試。如圖3所示。

3.3其他信號BIT設(shè)計

系統(tǒng)選用的PAL視頻采集板卡具有視頻輸出通道，將固定視頻圖像通過輸出通道經(jīng)自檢接口返回至視頻采集板卡，實現(xiàn)視頻信號的閉環(huán)BIT。

開關(guān)量控制作為具有能量輸出的信號，參照電源類似的方法設(shè)計，減少電流I/V轉(zhuǎn)換采集環(huán)節(jié)，在自檢接口調(diào)理后接至AD采集板卡的冗余通道。

3.4 BIT測試流程設(shè)計

整個BIT測試流程中，對于供電輸出狀態(tài)綜合判定，正常后，串行通訊接口發(fā)送指令，返回通訊正常代碼；對模擬通道數(shù)采進行測試，含電壓、頻率等信息；按照固定格式發(fā)送PAL視頻信號，通過適配接口接至數(shù)采系統(tǒng)采集；開關(guān)量控制板接入+28V/+5V信號，控制通/斷，在自檢單元AD卡冗余通道判斷其電壓特性；對結(jié)果綜合判斷后，給出自檢合格與否的結(jié)論，流程結(jié)束。

如圖4所示。

四、測試結(jié)果驗證

通過設(shè)備自檢和人為設(shè)置故障對本系統(tǒng)環(huán)繞BIT測試的故障檢測有效性和程度進行綜合評定。檢測項目16項，歷時約70s，表2為檢測結(jié)果。

從上表的數(shù)據(jù)可以看出，BIT檢測結(jié)果，對系統(tǒng)內(nèi)的串行通訊收發(fā)、故障判別，電源電壓、電流及控制狀態(tài)識別及開關(guān)量的控制效果進行了判定，達到了系統(tǒng)設(shè)計預(yù)期目的，可以在自檢合格后，對被測對象進行測試。

五、結(jié)論

環(huán)繞BIT設(shè)計是故障診斷在ATE設(shè)備中的具體應(yīng)用，測試節(jié)點和方法的選擇，決定了系統(tǒng)檢測的覆蓋性和深度，直接影響ATE設(shè)備的可靠性及檢測結(jié)果的可信性。

本文以基于CPCI總線系統(tǒng)的ATE設(shè)備為例，利用冗余資源和電路，搭建了BIT環(huán)繞測試回路，并驗證了該設(shè)計的測試流程和結(jié)果，實現(xiàn)了系統(tǒng)故障的檢測和隔離，有效提高了ATE設(shè)備的測試性和保障性。

參 考 文 獻

[1]胡彭煒，楊福興，何玉珠，電子設(shè)備自動測試系統(tǒng)的環(huán)繞BIT設(shè)計，電子測量技術(shù)2009-12

[2]楊成林，模擬故障字典技術(shù)測點選擇問題研究，2011

[3]楊林，導(dǎo)彈電氣系統(tǒng)故障仿真和樣本采集平臺研制，2010

[4]劉世軍，電子設(shè)備中機內(nèi)自檢BIT的設(shè)計，現(xiàn)代電子技術(shù)2001-12