ATE設備環繞BIT測試實現的方法研究

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為例，詳細介紹了環繞BIT設計節點選擇和詳細設計方法，針對系統的串行通訊、AD采集、開關量控制、PAL視頻采集的環繞BIT設計策略，實現了測試系統故障的檢測和隔離。

【關鍵詞】 故障診斷 CPCI總線 BIT

引言

ATE設備作為測控領域使用廣泛的自動化測試手段，對設備自身狀態的診斷，是確保測試結果可靠、可信的重要保證。通常采取機內自檢測（Built in test，簡稱BIT）的方式，根據系統自身的規模和要求，可進行余度BIT設計或者環繞BIT設計。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，對于關鍵節點的測試可采用；后者利用系統冗余資源對測試節點進行直接或間接測試，對結果進行分析、判斷，得出設備狀態結論。本文以基于CPCI總線的某便攜式測控系統為例，介紹環繞BIT設計的實現及驗證情況。

一、ATE總體設計

某型自動測試系統利用CPCI總線的開放式架構，并可以自動識別板卡、配置系統資源的特點，搭建便攜測試平臺，具有供電、通訊、數據&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，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開關量輸出、電源、電纜等組成。對于主要測試節點設置，下文將詳細介紹。

二、關鍵測試節點分析

按測試信號故障的危害程度，設置合適測試節點對系統中的必要環節進行在線和離線的監測。在線測試模式為正常測試的狀態，所有節點在此情況下均需要工作；離線模式為測試準備狀態。

遵照此原則，對信號進行分類，形成表1所示的測試節點設置表，對冗余資源進統計后一并匯入表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、離線兩種狀態的測量，而對于串行通訊、輸出信號、視頻信號則僅需在線監測。

三、環繞BIT設計

本文研究的環繞BIT設計是依靠系統自身的硬件資源，將采集、通訊、控制等按BIT測試需求重新配置，構成測試回路。

3.1電源信號的BIT設計

電源輸出根部作為電源監測的第一個節點，回路中I/V轉換輸出作為第二個節點，通過開關控制，對節點數據聯合判斷，實現電源實時監控，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，根據電流輸出結果，判定連接狀態。

3.2通訊信號的BIT設計

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

3.3其他信號BIT設計

系統選用的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自檢接口返回至視頻采集板卡，實現視頻信號的閉環BIT。

開關量控制作為具有能量輸出的信號，參照電源類似的方法設計，減少電流I/V轉換采集環節，在自檢接口調理后接至AD采集板卡的冗余通道。

3.4 BIT測試流程設計

整個BIT測試流程中，對于供電輸出狀態綜合判定，正常后，串行通訊接口發送指令，返回通訊正常代碼；對模擬通道數采進行測試，含電壓、頻率等信息；按照固定格式發送PAL視頻信號，通過適配接口接至數采系統采集；開關量控制板接入+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；對結果綜合判斷后，給出自檢合格與否的結論，流程結束。

如圖4所示。

四、測試結果驗證

通過設備自檢和人為設置故障對本系統環繞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為檢測結果。

從上表的數據可以看出，BIT檢測結果，對系統內的串行通訊收發、故障判別，電源電壓、電流及控制狀態識別及開關量的控制效果進行了判定，達到了系統設計預期目的，可以在自檢合格后，對被測對象進行測試。

五、結論

環繞BIT設計是故障診斷在ATE設備中的具體應用，測試節點和方法的選擇，決定了系統檢測的覆蓋性和深度，直接影響ATE設備的可靠性及檢測結果的可信性。

本文以基于CPCI總線系統的ATE設備為例，利用冗余資源和電路，搭建了BIT環繞測試回路，并驗證了該設計的測試流程和結果，實現了系統故障的檢測和隔離，有效提高了ATE設備的測試性和保障性。

參 考 文 獻

[1]胡彭煒，楊福興，何玉珠，電子設備自動測試系統的環繞BIT設計，電子測量技術2009-12

[2]楊成林，模擬故障字典技術測點選擇問題研究，2011

[3]楊林，導彈電氣系統故障仿真和樣本采集平臺研制，2010

[4]劉世軍，電子設備中機內自檢BIT的設計，現代電子技術2001-12