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可测试性设计技术课件.ppt

102页
  • 卖家[上传人]:夏日****8
  • 文档编号:279215774
  • 上传时间:2022-04-19
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    • 可测试性设计可测试性设计内容可测性概念简介可测性概念简介可测性设计过程可测性设计的方法和技术总结及问题讨论冗余设计故障管理设计降额设计DFT设计可靠性设计什么是可测性可测性定义:系统和设备能及时准确地确定其工作状态(可工作、不可工作、工作性能下降)并隔离其内部故障的一种设计特性是设计特性,由产品设计决定对一个设计可能存在的各种不同故障,能被测试的程度对以下指标的生成、评估和应用产生价值,满足测试目的方法: 故障覆盖 故障隔离(诊断) 测试所耗时间 产品上市时间从实现效果看,就是实现产品全生命周期(开发过程调试、测试、生产测试、维护的)各阶段的测试需求,在产品设计的同时规划测试策略,设计相应的内置测试支持手段和工具,从而达到提高各阶段测试质量和测试效率,快速稳定产品和降低产品综合成本可测性的能控性和能观性 可测性设计的关键是能对内部状态提供控制的观察能力 内部节点的能控性 是可以设置一种特定的逻辑状态的能力 内部节点的能观性 在输出上观察特定逻辑状态的能力可测性设计为解决测试问题,增加一些针对测试的设计 DFT的优势: 简化测试Reduce test efforts. 减少测试设备方面的费用Reduce cost for test equipment. 缩短产品上市时间 提升产品质量局限性: 软硬件工作量增加,产品设计复杂度增加; 增加相应的硬件成本。

      Design for Testability(DFT)电子产品的生命周期当前的测试手段基于ATE的测试基于边界扫描的测试设计逻辑BIST存储器BIST处理器BIST系统集成测试电子产品的发展趋势SIA路标器件越来越大,而器件封装却越来越小(小型化)芯片和单板越来越复杂,集成的功能越来越多(高密、高复杂)信号速度越来越高(高速)芯片的综合性能越来越高(高复杂)存储器种类繁多,容量越来越大当前测试面临的困难l小型化:对单板的物理接触测试越来越困难,或根本无法测试;l单板或系统的复杂化:需要测试的特性太多,需要大量的测试数据 源,对单板测试覆盖、测试隔离和测试效率都提出很大挑战;l高速:无法增加物理测试点,对测试仪提出更高的要求,漏测、误测 率增大,测试不充分; l高功耗:系统、单板整体或局部过热,会对系统产品负面影响,对测 试筛选能力有更高要求测试方法发展趋势测试IP Cores设计;构建CBB和平台,使设计和测试技术重用;测试设计提到系统设计阶段;BS作用越来越大;各种BIST技术;增大压力测试电子系统功能不正确的原因设计错误加工错误或缺陷:器件问题、加工工艺问题、操作人员问题等物理故障:环境因素,运输缺陷种类永久缺陷一旦发生就总会一直存在的缺陷间歇性缺陷缺陷间隔出现,通常可以复现瞬间缺陷通常由于电源、温度等原因引起的某不确定时刻出现的缺陷,这种缺陷通常不可复现。

      PCB典型故障缺陷类型缺陷类型发生的几率()发生的几率()缺陷类型缺陷类型发生的几率()发生的几率()短路短路51数字数字逻辑逻辑5元器件元器件13模模拟拟指指标标5焊焊偏偏8性能缺陷性能缺陷5器件器件焊焊反反6开路开路1焊错焊错器件器件6理想的测试在生产或用户现场能检测所有的故障能把所有功能正常的设备测试通过大量的、各种可能的故障都可以被测试到能解决现实中一些非常难的测试问题所有缺陷都有明确的测试方法真实的测试是建立在分析故障模型基础上的测试,而不可能会根据实际的缺陷进行测试设计;由于高复杂性,不可能把所有的故障模型都覆盖到;一些好的单板被检测为坏板,会存在一定的误测率;有些坏的板子会测试为好板,存在漏测;生产测试检查是否有的单板或系统不符合指标要求;检查单板或系统是否有连接性和功能性故障;必须使故障模块模型达到一定高度必须缩短测试时间;能对故障进行准确的定位;测试到单板或系统的每一个器件;以实际应用的速度或流量执行测试,或者根据设定的门限值执行测试多种测试手段结合不合格品率趋于0减少测试费用的方法uDFT可简化测试数据源产 生,对减少开发费用uDFT能使产品更有效的执行 测试,更低的漏测和更短的 测试时间uDFT可以减少昂贵的测试设 备投入,能对现场测试提供 支持DFT用户的可测性需求用户在标书中有明确的故障诊断和修复的内容。

      用户在标书中有明确的故障诊断和修复的内容u 提供室外设备的测试解决方案u 提供什么样的网络、平台或服务的监控和测试手段,使得性能的降级可以在发 生之前报告u 维修时间对系统可用度也有影响要求厂商描述快速故障诊断的实现情况u 如何指示哪个单板有问题(如卡上指示灯,通过系统诊断等)u 或远端的诊断实施到什么程度u 要了解设备在可运营、可管理上的实现情况内部的可测性需求故障检测故障隔离测试时间产品研发验证测试生产测试设备维护、维修直通率与可测性公式:公式:单板直通率工艺水平单板焊点数量单板复杂度越高,直通率将越低,坏板越多,测试及诊断越难! 焊焊点点DPMO(PPM)10003000500010000150002000030000400001099.0%97.0%95.0%90.5%86.1 %81.9 %74.1 %67.0%1298.6%96.5%94.3%88.8%83.5 %78.7 %69.8 %61.8%1598.5%95.6%92.8%86.0%79.9 %74.1 %63.8 %55.0%2098.0%94.2%90.5%82.0%74.1 %67.0 %54.9 %44.9%2597.5%92.8%88.0%78.0%68.5 %60.7 %47.2 %36.8%3097.0%91.5%86.0%74.2%63.8 %55.0 %40.7 %30.2%5095.0%86.3%78.0%60.5%47.2 %36.8 %22.5 %13.5%10090.5%74.0%60.8%36.8%22.3 %13.5 %5.0 %1.8 %20082.0%55.0%36.8%13.5%5.0 %1.8 %0.2 %0.0 %10X定律故障的影响故障的影响故障越早发现成本越低可测性的效益M公司实例:PhaseWithout DFTWith DFTSavingsDevelopmentManufacturingService$570000$688000$480000$750000$449000$96000-$180000$239000$384000Total$1738000$1295000$443000DFT会降低产品综合成本内容n可测性概念简介n可测性设计过程可测性设计过程n可测性设计的方法和技术n总结及问题讨论过程概述方案设计可测性实现验证应用、评估规格需求基线指标公共模块工具流程保证DFT规格需求原始包需求 基线、问题收集提炼需求可测性设计需求 基线、问题收集提炼需求、产品新特性专有的需求需求分解分配 确保需求被实现、可跟踪,同SE一起分解到硬件、逻辑、微码、驱动、上层软件、网关等等,分配到所有的子模块规格书和规格清单体现DFT需求 作为跟踪、评价的依据需求评审和跟踪机制 跟踪表建立可测性基线可测性基线应用优化建立方案设计各单元模块可测性软件和硬件概要实现方案要达到的要求或遵循的标准指导产品设计人员进行DFT设计评审、跟踪建立与基线配套的方案库可测性实现原理图和原理图和PCB的的DFT实现;实现;DFT特性的软件实现;特性的软件实现;评审、检视、优化需求评审、检视、优化需求DFT效果预计效果预计建立公共模块库可测性验证验证可测性是否复核规格验证可测性设计实现是否满足要求优化实现方法评审、跟踪优化的DFT设计建立用例库验证的主体是谁?可测性评估评估指标如何?是否达标?评估报告基线、方案、实现、验证的优化建议提炼货架技术评估工具应用配套工具可测性设计体系建设nDFT过程定义过程定义nDFT基线基线n设定设定DFT过程指标过程指标n可测性方面的规范可测性方面的规范/指导书指导书元器件可测性技术认证规范 单板上电自检测试设计指导书单板边界扫描硬件设计规范单板硬件电源可测性设计规范单板时钟可测性设计规范存储器测试规范 ICT可测性设计规范 产品关键器件检测可测性设计指导书 n可测性设计可测性设计CBB建设建设n引进和开发引进和开发DFT工具(评估工具、验证和应工具(评估工具、验证和应用工具等)用工具等)工具CBB过程定义指标规范基线DFT可测性设计组织保证可测性设计组织保证PDT软件开发组SW Dev. Team硬件开发组HW Dev. TeamCM、CMOSE其他Other维护组Maintenance Team测试组Testing TeamSE扩展组SE Extended Team工程设计组DFT人员内容n可测性概念简介n可测性的开发活动介绍及指南n可测性设计的方法和技术可测性设计的方法和技术 可测性分析方法可测性分析方法 故障检测常见技术 几种专项可测性实现技术 可测性系统设计n总结及问题讨论可测性设计指标定义 故障检测率(故障检测率(FDRFDR):):在规定的时间内,用规定的方法正确检测到的故障数与被测单元发生的故障总数之比,用百分数表示。

      FDRNd/Nt X 100%Nt 故障总数Nd正确检测到的故障数 D Di i FDR还可以用故障率来计算:FDR=X100%可测性设计指标定义 故障隔离率(故障隔离率(FIRFIR):):快速而准确地隔离每一个已检测到的故障的能力指在规定的时间内,用规定的方法正确隔离到不大于规定的可更换单元数的故障数与同一时间内检测到的故障总数之比,以百分数表示FIRNL/ND X 100%NL 在规定条件下用规定的方法正确隔离到小于等于L个可更换单元的故障数ND在规定的条件下用规定的方法正确检测到的故障数 L Li D D FIR也可以用故障率来计算:FDR=X100%可测性设计指标定义故障检测时间故障隔离时间虚警率DFT实现方法和技实现方法和技术术JTAG比较法存储器测试BISTDFT需求细化补充需求细化补充方法方法D分析法FMEA可测性的方法和技术端到端概念和计划开发验证与发布生命周期DFT需求分析方法需求分析方法经验法D分析法FMEADFT验证与评估验证与评估方法方法FIT测试D分析法DFT数据收集数据收集可测性设计需求分析方法问题提出如果我们在某个产品设计了n个可测性设计需求:可测性已经做完善了吗?需求是否覆盖了所有故障?需求有没有重复的?是否有些需求根本没有必要提?怎么样的测试顺序是高效的?可测性的分析方法可测性分析方法经验法FMEA相关性矩阵基于经验数据库的通用可测性分析方基于经验数据库的通用可测性分析方法:法:美军标MIL-STD-2165给出了基于经验数据库基础上的产品可测性评估方法,用以评估产品的可测性是否完善。

      FMEA分析:分析:FMEA等可靠性分析方法是可测性设计的基础方法基于基于D矩阵的可测性分析方法:矩阵的可测性分析方法:这是目前业界在可测性的故障诊断定位需求分析方面比较通用、也是最主要的一种分析方法这种方法面向的是故障检测、故障隔离分析经验分析法oD矩阵(Dependency Matrix)即相关性矩阵,反映故障集合与测试集合的相关性矩阵D矩阵分析方法(建立(建立D矩阵)矩阵)(D矩阵简化)矩阵简化)检测点选取检测点选取隔离点选取隔离点选取D矩阵分析方法步骤D矩阵分析方法1、选取初步的测试点和设定器件失效模式、选取初步的测试点和设定器件失效模式建模分析8种失效模式,8个测试点 TPUiT1T2T3T4T5T6T7T8U1 output11111111U2 output01010011U3 output00101101U4 output00010011U5 output00001101U6 output00001101U7 output00000010U8 output00000001检测权重2、建立、建立D矩阵矩阵1,当Tj可测到Ui故障时填1,表示Tj与Ui相关0,当Tj不能测到Ui故障时填0,表示Tj与Ui不相关依次完成所有的相关量填写,建立了D矩阵 TPUiT1T2T3T4T5T6T7T。

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