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[推荐文章] 自动测试系统的概念与组成

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发表于 2008-5-25 02:34:10 | 显示全部楼层 |阅读模式
USB-6009数据采集卡首发
自动测试系统(Automated Test System)是指采用计算机控制,能实现自动化测试的系统,也就是对那些能自动完成激励、测量、数据处理并显示或输出测试结果的一类系统的统称。这类系统通常是在标准的测控系统或仪器(CAMAC、GPIB、VXI、PXI等)的基础上组建而成的。自动测试系统具有高速度、高精度、多功能、多参数和宽范围等众多特点。工程上的自动测试系统(Automated Test System ATS)往往针对一定的应用领域和被测对象,并常按应用对象命名,因此有飞机自动测试系统,导弹自动测试系统,发动机自动测试系统,雷达自动测试系统,印制电路板自动测试系统,大规模集成电路自动测试系统等。对于飞机、导弹等大型装备的自动测试系统,有可按应用场合来划分,例如可分为生产过程用自动测试系统(面向功能、性能测试)及场站维护用自动测试系统(以返修测试及故障定位为目的)等。
! F, z4 S% b, _7 ?4 z$ ^自动测试系统(ATS)一般由三大部分,即:自动测试设备(Automatic Test Equipment, ATE),测试程序集(Test Program Set,TPS)和TPS软件开发工具组成。
7 H: _4 Q* j0 ^& E2 D8 KATE的类型2 j6 M/ S8 y* J" o6 }% q
从应用角度分,有以下六种:: F6 j* F& J) A, P
1 半导体产品及器件自动测试系统' G0 u* d, F- s, g# J% }2 P4 c# t$ P
2 电路板自动测试系统2 ^# D  p; {6 F* F
3 功能自动测试系统
2 P9 r+ i9 F7 O1 V/ |& R) I4 采用替换对比方法的自动测试系统$ R0 c6 V! e8 Y% w* ]+ n% u+ @
5 采用参考对比方法的自动测试系统
  C( K0 P5 X4 V) R7 E* R6 W9 b6 基于通用ATE的自动测试系统/ d9 F7 _# ^$ b. b0 ^3 p6 ^0 p
5 O' `$ x  A! P+ S7 t6 g) D
1 半导体产品及器件自动测试系统
4 S) O, U- h/ s. j! m2 B5 Z$ p: G$ N3 g
此类系统中一些ATE用来测试数字器件,包括超大规模集成电路(VLSI)、存储器芯片和微处理器。另一些ATE则专门用来测试模拟器件、分立器件等。但同一范畴的ATE系统,由于被测对象不同,其测试需求差别可能很大,必须充分、慎重地考虑。如,一个由于测试RAM芯片的ATE,必须有复杂的测试模式,以便检测到芯片的各个存储单元和芯片引脚。而对于一个主要用来自动检测电阻器地ATE,其任务主要是测量单项电阻值,其测试复杂性远远底于前者。但电阻的生产量极高,因此其测量速度也要求极高。
& j+ O8 X  W# |) i9 w4 m% K, h- O! l9 ?5 A# U+ J
2 电路板自动测试系统
( i- V1 O) k: M4 o" x$ H
, r9 I# }9 l; ~9 y+ X/ V' z3 w电路板自动测试系统用来自动检测印制电路板(PCB)的一些重要参数,如连接、短路和开路等,测量并检验一些板上所装器件的功能和性能。据估计,采用电路板自动测试系统能隔离98%的共性电路板故障。
) o  F& W' Q  `一般情况下,被测的电路板要放入ATE的“针床”夹具中,该夹具有大量的弹簧接入引脚(多达300片),能可靠的连接被测电路板所希望接入的一些点。一般情况下,夹具的部分引脚连接到ATE激励源,而测量仪器可连接到被测电路的每个引脚来完成所要求的测量。控制计算机控制ATE中的各类仪器完成各种各样的测试。如首先检测是否存在开路、短路以及连接是否正确,然后对被测集成电路实行静态或动态测试。这类ATE软件的设备库中,包含大量的元、器件特性信息,通过用户提供的器件型号,对比测量值和库中的数值范围做比较,再通过执行一定的分析和推理算法,来判断该电路板是否工作正常。
" ]9 o1 v" v$ o功能测试ATE是一种商用系统,有很多公司都提供这类设备,虽然它和普通设备如在线测试仪或MDA不一样。功能测试更为复杂,需要有实力的供应商的经验和认真投入。可以在市场上购买(有时又称为COTS)有很多优点,它使ATE能充分利用供应商多年的经验以及NRE投资,这对于ATE供应商提供创新新技术同时又保持现有特性特别有意义。它对军事/航空产品非常重要,因为这类产品具有较长生命周期,且有很多新旧产品并存同时都要不断进行测试,比如ATE经过改进可以为低电平器件进行可重复测试,但同时旧的CMOS电平测试仍然需要提供。另一个例子与用于诊断的指引探测技术有关,该技术几乎不能用于某些新封装技术,但你是否会买一个不带这种功能的测试仪呢?
/ n1 V' F9 g3 q, G$ i8 N( b* ~3 O# W. X5 [1 g9 C
用于并行测试的数字通道是ATE主要部分之一,通常使用专用结构,因为它专门设计用于满足各种测试要求,速度、控制性能、数据深度、整个时序范围灵活性、宽电压幅值等等都是需要了解的特性,以便知道它如何方便地使系统满足每个人的测试需求。串行数字测试带有大量协议,通常由集成到系统内部的专门仪器提供,IEEE 1194.2或JTAG/边界扫描测试技术也是同样情况,可以完整集成到综合测试环境中。 " q. k/ S5 [# W

2 ]# d" o7 U" C4 T与STE结构类似,ATE系统结构中集成了很多商用仪器以提供模拟测试功能。这里需要澄清什么叫"集成"。驱动仪器最简单的方法是通过在计算机与仪器之间建立一个双向通信很容易地实现,使用户可以与其进行交流,但这并不是"集成",只是一个简单的接口。这种方式下通过交换字符串或调用C程序对仪器编程,使得任务冗长而复杂,同时程序文件编制、程序改变或调试操作都需要技巧与耐心,此外如果仪器已经陈旧需要更换,那么所有程序都需要纠正,通常STE上用户使用仪器就是采用这种方式。
1 Q) m# r& Q) ^) M) C. F' B. o% ?% s) a5 Q1 v
仪器集成还包括仪器层之间的通信,但用更高层指令保护编程与调试,以避免上面的所有问题,例如对任意DMM编程进行电压测量可用如下简单语句:
  f. |/ p0 N6 ~- L' F: J6 ^
( L' V1 p  J' J: f8 IMEASURE V at PIN ACK1   J. M# }  p* @3 B: g$ k" M1 U- Y

% @; U3 y, ?$ q' l2 }: {8 }, tTEST (4.9V MIN, 5.1V MAX);
9 s+ I1 X. N( Y; t0 n. Y: `( P5 _, z, p3 ?+ I% J
软件驱动器可以给ATE提供仪器与附加接口层,语言则保证仪器集成的有效性,系统控制管理DMM和UUT上ACK1引脚之间的连接。 8 u4 J3 g  V) u: D& }) [" N

+ I* l, \8 l! |) r; O6 L如果因为仪器陈旧改变DMM,只需要一个新的驱动软件和协议层,所有测试程序均保持不变。
3 y/ [* \0 p; H$ @$ \2 Z5 |1 }/ M& R) |3 i; I$ b
除了仪器全面集成带来的优点之外,ATE还能为信号路由和连接提供更好方案。ATE专用背板大多数情况下包括一个模拟总线,可以让仪器直接连到任何引脚,而不会使内外引线变得复杂。这种灵活性通常可扩展到将模拟和数字通道合在一起(混合通道),使用户在任何时候连接数字或模拟激励,并测量接收器任意引脚。其结果是不仅使成本大大简化降低,同时测试程序也更易于实现。
; K" b6 l0 p8 E& I3 ]. A# c1 ]1 A1 n4 s# o% w! `7 w/ S, e' _8 q
ATE的模块化设计可使其通用特性在不同项目间完全得到表现,即相同的系统、相同的软件、相同的培训与文件系统,以及相同的操作。 # `9 v0 Y( A* D1 _) v
1 Y. k8 H& j/ b' o* O, H8 _
不管是开发、生产还是运送测试,ATE都可以作为整个流程的一部分,其本身也有一个结构化流程以便达到最佳使用效果。测试程序编制还包括链接到CAE数据库,程序编制不管是人工还是用模拟驱动,通常都有很好的结构可连接到外部程序资源、并行测试生成部分、图形编程、无缝修正、文件自生成以及和调试等的全面链接。调试与运行功能包括失效停止、循环、条件分支、实时改变、模拟与数字内部探测,及所有可以简化程序员与操作员工作的功能。
( e$ c" W( ?/ [, ]) |  X" j, i+ ?. j$ [& o) U: j- ~+ e& s% R
简而言之,ATE和所有其它系统一样,并不仅仅是部件的简单相加。

测控总线技术.rar

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IDAQ-USB-6009数据采集卡
发表于 2008-9-18 19:39:28 | 显示全部楼层
在线课堂
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发表于 2008-11-23 08:53:08 | 显示全部楼层
非常高深啊,很值得学习
发表于 2008-11-23 19:27:31 | 显示全部楼层
好哦!好哦!
发表于 2010-3-7 21:57:26 | 显示全部楼层
好文章!
2 n" X! w5 F* Q5 g) q/ Y学习一下
发表于 2010-3-12 22:20:30 | 显示全部楼层
谢谢,正四处找这方面的文章,感谢
发表于 2010-4-8 08:17:58 | 显示全部楼层
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