Cap1 - Consideratii Generale Privind Procesul de Testare (15p)

15
Capitolul 1 Consideraţii generale privind procesul de testare Cap.1. CONSIDERAŢII GENERALE PRIVIND PROCESUL DE TESTARE Subiecte 1.1. Necesitatea testării 1.2. Locul testării în procesul de producţie 1.3. Echipamente pentru testarea automată 1.3.1. Arhitectura unui testor 1.3.2. Tipuri de testoare 1.4. Implicaţiile economice ale testării 1.5. Proiectarea pentru testabilitate Evaluare : 1. Răspunsuri la întrebările şi exerciţiile finale 2. Discuţie pe tema: “Modalităţi de conectare a unităţii testate la testor1.1. Necesitatea testării Într-un mod sau în altul necesitatea testării a fost întotdeauna prezentă. Chiar de la realizarea pentru prima dată a unui produs, s-a subînţeles faptul că produsul respectiv va fi verificat funcţional înainte de a ajunge la consumator. În varianta cea mai simplistă s-a presupus că producătorul va verifica dacă asamblarea a fost făcută corect şi dacă produsul se comportă conform aşteptărilor. Mult timp această verificare nu a fost considerată ca punând probleme deosebite. Procedurile de testare şi inspecţie erau mai mult bazate pe înţelegerea intuitivă a produsului de către compartimentul de control de calitate care efectua o inspecţie finală la capătul liniei de fabricaţie. O asemenea abordare a problemei poate fi adecvată pentru produsele simple. În acest caz, elaborarea unei liste de verificare finală poate conduce la rezultatele scontate, iar inspecţia vizuală poate chiar conduce la depistarea unor defecţiuni netrecute pe lista de verificare. Sistemele electronice prezintă însă mult mai multe dificultăţi, fie şi numai pentru că inspecţia vizuală nu poate 9

Transcript of Cap1 - Consideratii Generale Privind Procesul de Testare (15p)

Page 1: Cap1 - Consideratii Generale Privind Procesul de Testare (15p)

Capitolul 1 Consideraţii generale privind procesul de testare

Cap.1. CONSIDERAŢII GENERALE PRIVIND PROCESUL DE TESTARE

Subiecte 1.1. Necesitatea testării 1.2. Locul testării în procesul de producţie 1.3. Echipamente pentru testarea automată 1.3.1. Arhitectura unui testor 1.3.2. Tipuri de testoare 1.4. Implicaţiile economice ale testării 1.5. Proiectarea pentru testabilitate

Evaluare: 1. Răspunsuri la întrebările şi exerciţiile finale 2. Discuţie pe tema: “Modalităţi de conectare a unităţii testate la testor”

1.1. Necesitatea testării

Într-un mod sau în altul necesitatea testării a fost întotdeauna prezentă. Chiar de la realizarea pentru prima dată a unui produs, s-a subînţeles faptul că produsul respectiv va fi verificat funcţional înainte de a ajunge la consumator. În varianta cea mai simplistă s-a presupus că producătorul va verifica dacă asamblarea a fost făcută corect şi dacă produsul se comportă conform aşteptărilor. Mult timp această verificare nu a fost considerată ca punând probleme deosebite. Procedurile de testare şi inspecţie erau mai mult bazate pe înţelegerea intuitivă a produsului de către compartimentul de control de calitate care efectua o inspecţie finală la capătul liniei de fabricaţie. O asemenea abordare a problemei poate fi adecvată pentru produsele simple. În acest caz, elaborarea unei liste de verificare finală poate conduce la rezultatele scontate, iar inspecţia vizuală poate chiar conduce la depistarea unor defecţiuni netrecute pe lista de verificare.

Sistemele electronice prezintă însă mult mai multe dificultăţi, fie şi numai pentru că inspecţia vizuală nu poate

9

Page 2: Cap1 - Consideratii Generale Privind Procesul de Testare (15p)

Capitolul 1 Consideraţii generale privind procesul de testare

acoperi cele mai importante aspecte care caracterizează performanţele sistemului. Totuşi, chiar şi în acest caz, pentru un sistem simplu, unele criterii de performanţă pot fi sugerate intuitiv. De exemplu, pentru un aparat radio, se poate apela la verificarea subiectivă a calităţii sunetului în fiecare bandă de unde. Creşterea calităţii verificărilor se poate obţine prin efectuarea unor măsurători suplimentare, obiective, precum determinarea răspunsului în frecvenţă. Cu toate acestea, chiar cele mai simple criterii pot da asigurări satisfăcătoare cu privire la absenţa unor defecte de fabricaţie majore.

Problemele devin însă mult mai complexe atunci când ne referim la sisteme care efectuează prelucrări de date, şi care în marea lor majoritate sunt sisteme numerice. Există cel puţin trei caracteristici ale acestor sisteme, care conduc la probleme de realizare a testării pe baze intuitive. a) Din considerente mecanice, un sistem complex este divizat

în mai multe subunităţi montate pe plachete electronice separate. Fiecare plachetă trebuie testată separat, dar separând-o de ansamblu este de obicei imposibil de a-i identifica o funcţie proprie, ceea ce face imposibilă abordarea testării prin metode intuitive.

b) În cazul sistemelor numerice, simpla observare a ieşirilor, care sunt şi ele tot numerice, nu furnizează informaţie relevantă cu privire la corectitudinea funcţionării. De aceea trebuie dezvoltate metode de testare care să poată face o legătură între forma undei de ieşire şi starea de funcţionare a circuitului.

c) Deoarece starea ieşirilor depinde în mod necesar de datele aplicate la intrare, este clar că trebuie elaborate metode de generare a datelor care aplicate la intrare permit testarea circuitului respectiv. Aceste metode, numite de generare a vectorilor stimuli de test, vor fi studiate mai târziu şi se va vedea că sunt destul de laborioase.

Necesitatea testării apare însă şi în legătură cu procesul de depanare a produselor defecte, fie din cauza procesului de fabricaţie, fie din cauza unor defecţiuni apărute la nivelul unor componente în cursul exploatării produsului. În cazul circuitelor electronice, diagnozarea defectului a fost întotdeauna o procedură destul de dificilă, care a implicat apelul la personal calificat. Procedura se bazează în general pe urmărirea traseului

10

Page 3: Cap1 - Consideratii Generale Privind Procesul de Testare (15p)

Capitolul 1 Consideraţii generale privind procesul de testare

semnalului pe plachetă, cu ajutorul unor instrumente ca voltmetrul şi osciloscopul, sau, pentru circuitele numerice, sondele logice şi analizoarele logice.

Complexitatea problemelor de testare a circuitelor electronice a devenit evidentă destul de recent, în special datorită dezvoltării tehnologiei microelectronice. Principalele efecte ale acestei dezvoltări tehnologice au constat în reducerea dramatică a dimensiunilor componentelor utilizate, în paralel cu creşterea spectaculoasă a complexităţii componentelor la toate nivelurile (capsulă de circuit integrat, plachetă echipată, sistem). Complexitatea crescândă a circuitelor fac ineficientă abordarea intuitivă a procesului de testare. Reducerea dimensiunilor componentelor se reflectă în creşterea continuă a funcţiilor implementate pe o singură capsulă, ceea ce conduce la imposibilitatea urmăririi traseului semnalului cu ajutorul instrumentelor de măsură tradiţionale.

Pe de altă parte, producătorii se confruntă cu presiuni legate de calitatea produselor, care fac procesul de testare tot mai important. Calitatea produselor fiind vitală pentru succesul în afaceri, producătorii nu-şi mai pot permite să desfacă produse afectate de defecţiuni, indiferent cât de bine ar fi pus la punct service-ul după vânzare. Cu toate acestea, calitatea produsului nu este suficientă. Ea trebuie să fie însoţită şi de un preţ competitiv. Pentru menţinerea scăzută a preţurilor este necesară automatizarea procesului de fabricaţie în toate fazele sale. Din punctul de vedere al testării, este tot mai greu de acceptat un timp de testare îndelungat pentru executarea manuală a procedurilor de testare, precum şi angajarea personalului de înaltă specializare pentru administrarea diferitelor faze de testare.

Este important să subliniem faptul că în centrul problemelor de testare se află considerente economice. O procedură de testare care să asigure un grad înalt de acoperire a defectelor costă mult mai mult decât o procedură simplă. Pe de altă parte însă, un produs defect nedetectat în procesul de testare, va conduce la creşterea prreţurilor asociate cu depanarea sa, care în esenţă nu se poate face prin procedee automate. Prin urmare preţul unei testări superficiale poate fi chiar mai mare. Trebuie de asemenea subliniată în acest caz creşterea cheltuielilor administrative asociate cu orice manipulare

11

Page 4: Cap1 - Consideratii Generale Privind Procesul de Testare (15p)

Capitolul 1 Consideraţii generale privind procesul de testare

efectuată asupra produsului în afara procesului standard de producţie. Din aceste motive, este o decizie economică de mare fineţe cu privire la calitatea şi cantitatea de test inclusă în procesul de fabricaţie, cu atât mai mult cu cât nici unul din aceste costuri nu pot fi cunoscute în avans. 1.2. Locul testării în procesul de producţie

În sistemele electronice moderne, unitatea de bază la care se raportează procesul de testare este constituit de componenta electronică, de nivelul capsulă de circuit integrat. Se poate aborda atât problema testării la nivelul producătorului de circuit integrat, cât şi la nivelul utilizatorului de circuit integrat. Testarea la nivel de producător se poate face atât în faza de preîncapsulare, la nivel de plachetă de siliciu, cât şi la nivel de circuit încapsulat. Nu este însă obiectul acestui curs discutarea problemelor legate de testarea la nivelul producătorului de circuite integrate. Vor fi însă abordate metodele de testare a capsulelor de circuit integrat de către utilizator, înainte de a le utiliza pentru realizarea plachetelor echipate. Deşi o testare completă a circuitelor se efectuează la producător înainte de livrare, din punct de vedere economic s-a ajuns la concluzia că este necesară o testare suplimentară la nivelul utilizatorului de circuite integrate, înainte de a le îngloba într-o plachetă echipată. Scopul acestei testări îl constituie determinarea unor defecţiuni care au putut să apară în cursul procesului de transport şi depozitare, fie datorită unor cauze mecanice, fie datorită unor încărcări electrostatice sau electromagnetice.

Următoarea etapă în realizarea sistemelor electronice complexe este constituit de realizarea plachetelor echipate cu circuite integrate. În continuare, aceste plachete vor fi asamblate, de obicei într-un rack, pentru a realiza un echipament complex. Această ierarhie se regăseşte şi la nivelul procedurilor de testare. Figura 1.1 ilustrează această ierarhie, împreună cu nivelul la care se efectuează testarea.

În cazul testării la nivelul plachetei echipate se poate opta pentru o strategie de test relativ simplă de genul “corect / defect”. Această strategie nu este însă întotdeauna cea mai adecvată deoarece defectul poate să se regăsească doar la

12

Page 5: Cap1 - Consideratii Generale Privind Procesul de Testare (15p)

Capitolul 1 Consideraţii generale privind procesul de testare

nivelul unei capsule de circuit integrat sau la nivelul unei conexiuni (scurtcircuit sau întrerupere), ceea ce face ca placheta să fie reparabilă cu cheltuieli minime. Aceasta conduce la ideea localizării defectului în cursul procedurii de testare. Tehnicile de testare cu diagnosticarea defectului vor fi abordate în acest curs. Trebuie totuşi subliniat de la început că procesul de localizare a defectului este deosebit de complex. Totodată, costul testării cu diagnosticarea defectului creşte mult în funcţie de nivelul la care se face testarea. Este în general acceptat în industria testării faptul că la trecerea de la un nivel la altul de testare, în conformitate cu Fig. 1.1, costurile asociate testării cresc cel puţin cu un ordin de mărime.

COMPONENTEDISCRETE

PLACHETE ECHIPATEcomponente pe placa debazã + interconexiuni

ECHIPAMENT

Testare la nivel componentă (Test1)

Testare la nivel plachetă (Test2)

Testare la nivel echipament (Test3)

Fig. 1.1. Niveluri ierarhice de testare în procesul de producţie

Diagrama din Figura 1.2 ilustrează un proces tipic de

producţie pentru un sistem electronic complex, subliniind funcţiile de testare care trebuie realizate pe parcurs.

În această diagramă pot fi distinse trei niveluri diferite de testare. Primul nivel (testele 1a şi 1b) se referă la testarea la nivel de componente (electronice, respectiv cablaj imprimat) atunci când acestea sunt achiziţionate de la producători. În cazul circuitelor integrate, testul 1a poate fi în principiu identic cu testul final făcut de către producătorul de circuite integrate. Deşi acest lucru poate părea redundant, există o serie de consideraţii practice, cu justificare economică, care justifică această etapă de testare:

13

Page 6: Cap1 - Consideratii Generale Privind Procesul de Testare (15p)

Capitolul 1 Consideraţii generale privind procesul de testare

Componente

Test1 a

Cablaj imprimat

Reparare

Test1 b

Reparabil

DA

REBUT

REBUT

Montare componente pe cablaj

DADA NU

NUNU

Test2

Localizare defectşi reparare

NU

Montare plachetăechipată în sistem

Test3

STOP

Identificareplachetă defectă

NU

DA

Fig. 1.2. Etapele clasice ale unui proces de producţie electronică

Spre deosebire de testarea efectuată de producător la nivel

de plachetă de siliciu (efectuată pe 100% din chip-uri), testarea finală se face de obicei prin eşantionare. Din acest motiv, există o probabilitate mică ca anumite chip-uri să scape detecţiei prin faptul că nu au fost testate.

Chiar dacă un chip a fost testat şi găsit funcţional corect la testarea finală de către producător, el poate totuşi să fie găsit defect la nivelul utilizatorului. Există două căi principale prin care acest lucru se poate întâmpla: defecte fizice datorate manevrărilor mecanice în timpul transportului, respectiv defecte electrice datorate încărcărilor elecrtrostatice în timpul transportului.

Testarea la nivelul producătorului nu-şi propune identificarea circuitelor cu funcţionare la limita

14

Page 7: Cap1 - Consideratii Generale Privind Procesul de Testare (15p)

Capitolul 1 Consideraţii generale privind procesul de testare

performanţelor. Acestea pot însă conduce la funcţionări defectuoase dacă sunt înglobate în sisteme complexe cu cerinţe calitative deosebite.

Identificarea unui circuit defect se face mult mai simplu atunci când acesta nu este înglobat într-o aplicaţie, decât atunci când acesta este înglobat într-un sistem. Această consideraţie este cea mai importantă din punct de vedere economic şi conduce la justificarea acestui nivel de testare din punctul de vedere al costurilor totale de producţie.

Celălalt test de nivel 1 (testul 1a) se efectuează asupra plachetei de cablaj imprimat. Justificarea acestui test este în primul rând una economică: este mai uşor şi mai rapid să se descopere defectele majore pe liniile de cablaj cu un tester de continuitate înainte de a fi implantate componentele. Un alt motiv pentru a efectua acest test preliminar asupra plachetei de cablaj imprimat este acela că anumite defecte de cablaj (în special scurtcircuitele la barele de alimentare) pot conduce la defectarea componentelor electronice sau chiar a plachetei echipate în ansamblul său dacă aceasta este alimentată fără corectarea defectelor de cablaj.

După înlăturarea (şi eventual repararea, dacă este cazul) a componentelor electronice defecte, respectiv a plachetelor de cablaj imprimat defecte, procesul de fabricaţie continuă prin echiparea plachetelor cu componente corecte şi testarea acestora prin procedurile prevăzute de testul 2 (Fig. 1.2). Există două particularităţi ale acestei etape de test care trebuie menţionate:

Chiar dacă în multe cazuri este fizic posibil accesul testorului la nodurile interne de pe placheta echipată, programele de test vor fi în general astfel concepute încât să acceseze doar conectorul extern al plachetei. Şi aceasta este o opţiune primordial economică: o strategie de testare care face apel la un acces mai complicat la punctele de test va necesita un echipament de interfaţă mai scump şi timpi de setare mai lungi, prin urmare o eficienţă mai mică. Pe de altă parte, accesul la nodurile interne de pe plachetă este de cele mai multe ori limitat şi de către finisarea plachetei echipate cu strat protector împotrriva deteriorărilor cauzate de efectele atmosferice.

15

Page 8: Cap1 - Consideratii Generale Privind Procesul de Testare (15p)

Capitolul 1 Consideraţii generale privind procesul de testare

După cum se vede şi din Fig. 1.2, un defect detectat la nivelul 2 de test nu va conduce automat la rebutarea plachetei echipate. Repararea acesteia implică însă efectuarea unui test de diagnosticare cu scopul de localizare a defectului. De cele mai multe ori un astfel de test este diferit de testul de producţie, permiţând astfel procesarea rapidă a plachetelor corecte, cu apelarea procedurilor mai lente de localizare doar atunci când ele sunt cerute de o plachetă detectată ca defectă funcţional.

Atunci când mai multe plachete echipate sunt interconectate pentru a forma un echipament, sistem sau sub-sistem, testul final (testul 3 din Fig.1.2) ia o formă puţin diferită de cea de la nivelul 2. In acest caz, obiectivul este de a efectua o verificare globală a funcţiilor sistemului, diagnoza având doar rolul de a localiza placheta defectă, care va fi returnată la nivelul 2 pentru diagnoză detaliată şi reparare. 1.3. Echipamente pentru testarea automată 1.3.1. Arhitectura unui testor

Testarea echipamentelor electronice se bazează în ultimă instanţă pe aplicarea unor semnale particulare (stimuli de test – ST) la pinii de intrare ai unităţii testate (UT) şi pe observarea semnalelor de răspuns (răspunsuri - R) obţinute la pinii de ieşire ai acesteia. Prin măsurarea şi evaluarea acestor răspunsuri se pot obţine parametri ca: amplificare, rezistenţă, timp de creştere, răspuns în frecvenţă, curenţi de pierdere, niveluri logice, etc. Automatizarea acestui proces se poate face prin utilizarea unor surse de semnal şi a unor dispozitive de măsurare a căror operare poate fi controlată prin intermediul calculatorului. In practică aceasta se realizează prin utilizarea instrumentaţiei digitale. Echipamentele pentru testare automată (ATE – Automatic Test Equipment) se bazează pe utilizarea unui sistem numeric computerizat, care de multe ori încorporează un sistem multiprocesor. Schema bloc a unui astfel de echipament este prezentată în Figura 1.3. Unitatea testată UT este conectată prin intermediul matricii de conectare – MC, care are rolul de a furniza alimentarea UT şi de a furniza canalele de comunicare între generatorul de stimuli de test –

16

Page 9: Cap1 - Consideratii Generale Privind Procesul de Testare (15p)

Capitolul 1 Consideraţii generale privind procesul de testare

GST şi UT, respectiv între UT şi dispozitivele de măsurare grupate în blocul de evaluare a răspunsurilor – BER. Intreaga operare este controlată prin calculator, care are de asemenea sarcina de a colecta şi evalua rezultatele testului. Echipamentul de testare este prevăzut cu memorie de rezervă – MR şi cu dispozitive uzuale de intrare-ieşire – DI/E care să permită interacţiunea cu operatorul.

MR

DI/E

MC

Calculator

BERGST

UT

Fig. 1.3. Structura unui testor automat

Structura ilustrată în Fig. 1.3 se regăseşte, ca principiu,

atât în cazul circuitelor analogice cât şi a celor digitale. In primul caz structura corespunde unui testor parametric, care aplică stimuli analogici şi măsoară răspunsuri analogice. In cazul circuitelor digitale, stimulii de test aplicaţi sunt semnale logice de intrare, care formează un set de vectori binari de test, iar răspunsurile sunt semnale logice de ieşire. Structura corespunde unui testor logic. 1.3.2. Tipuri de testoare

Gama de aplicaţii pentru care poate fi utilizat un testor este influenţată puternic de modalitatea de realizare a matricii de conectare. Diferitele modalităţi de realizare a matricii de conectare conduc la diferenţe considerabile în costuri, în facilităţile oferite, în timpul de setare necesar pentru fiecare nouă unitate testată, precum şi în adaptabilitatea pentru

17

Page 10: Cap1 - Consideratii Generale Privind Procesul de Testare (15p)

Capitolul 1 Consideraţii generale privind procesul de testare

completa automatizare a procesului de testare. Din acest punct de vedere există două categorii de testoare:

Testoare cu conectare prin pat de cuie Testoare cu conectare prin conectorul exterior al unităţii

testate. Conectarea prin pat de cuie constă în utilizarea unei

matrici de palpatoare, situate în ochiurile unei reţele rectangulare, cu pasul egal cu cel de la proiectarea automată a cablajelor imprimate. Prin plasarea unităţii testate pe acest pat de cuie, fiecare palpator asigură contactul cu unul din nodurile plachetei echipate, permiţând în acest fel atât injectarea de stimuli de test pe placheta testată, cât şi culegerea răspunsurilor unităţii testate. In cazul circuitelor complexe, numărul acestor noduri poate ajunge la câteva mii, ceea ce conduce la o complexitate mare a testorului. In plus, fiecare palpator trebuie să poată fi programat independent ca intrare-ieşire, respectiv ca activ-inactiv. Distanţele mici dintre palpatoare fac deosebit de dificilă şi costisitoare realizarea acestora, mai ales ţinând cont şi de faptul că ele trebuie să realizeze un contact de calitate. Permiţând injectarea stimulilor de test în orice nod al unităţii testate şi culegerea răspunsurilor din orice nod, metoda prezintă avantajul simplităţii de generare a vectorilor stimul de test şi de prelucrare a rezultatelor. Cu toate acestea, metoda nu este avantajoasă decât în cazul unei producţii de serie foarte mare.

Conectarea chiar prin intermediul conectorului extern al unităţii testate este în mod cert cea mai ieftină modalitate de realizare a unui testor. Metoda permite însă accesul doar la intrările primare ale unităţii testate şi la ieşirile observabile ale acesteia. Aceasta conduce la dificultăţi în generarea stimulilor de test adecvaţi şi, implicit, în implementarea programelor de test. Metoda rămâne însă cea mai des utilizată şi a condus la dezvoltarea unor metode asistate de calculator pentru elaborarea vectorilor stimuli de test, care vor fi discutate în capitolele următoare.

In principiu ar fi posibilă realizarea unor echipamente universale pentru testare automată, prin echiparea testorului cu diferite facilităţi de conectare a unităţii testate. Un astfel de testor ar putea prelua oricare din nivelurile de testare prezentate în Fig. 1.2. Totuşi, un astfel de sistem ar fi extrem de scump şi totodată neeconomic, din cauza multor facilităţi care ar fi

18

Page 11: Cap1 - Consideratii Generale Privind Procesul de Testare (15p)

Capitolul 1 Consideraţii generale privind procesul de testare

neutilizate într-un anumit moment. Prin realizarea unor testoare dedicate unor anumite aplicaţii este posibilă minimizarea costurilor, simultan cu optimizarea facilităţilor oferite din următoarele puncte de vedere:

realizarea matricii de conectare; alocarea resurselor de stimulare a unităţii testate; realizarea hardware şi software a sistemului de măsurare

din componenţa blocului de evaluare a răspunsurilor; complexitatea echipamentelor automate necesare pentru

manipularea testorului. Clasificarea în tipuri distincte a echipamentelor pentru

testarea automată nu este întotdeauna uşoară, iar terminologia nu este întotdeauna consistentă. Cu toate acestea, este utilă introducerea unor termeni larg utilizaţi în literatura tehnică de specialitate.

O primă delimitare, deja amintită, trebuie făcută între testoarele parametrice şi testoarele logice. Primele măsoară cantităţi analogice (curenţi, tensiuni de ieşire, etc.) care caracterizează starea de funcţionare a unor circuite sau echipamente, în timp ce ultimele măsoară nivelurile logice pentru caracterizarea funcţionării.

O categorie răspândită este aceea a testoarelor de componente. Realizate pe baza aceleiaşi scheme de principiu prezentate în Fig. 1.3, ele se pot materializa într-o mulţime de forme, facilităţile oferite fiind deteminate primordial de tipul componentelor testate. Această categorie de testoare este utilizată în etapa testării finale de către producătorul de componente (nivelul 3 de testare, în Fig. 1.2), precum şi pentru testarea iniţială la nivelul utilizatorului (nivelul de testare 1a, în Fig. 1.2). Complexitatea unui testor de componente depinde foarte mult de tipul componentei care urmează să fie testată, de la simplitatea unui echipament pentru testarea dispozitivelor discrete (capacităţi, rezistoare, diode) şi până la complexitatea cerută de la un echipament care să realizeze testarea unui circuit integrat VLSI. In particular, circuitele de memorie semiconductoare (care vor fi abordate ulterior) impun cerinţe deosebite din punctul de vedere al testării, fiind de obicei tratate prin intermediul unor testoare speciallizate.

In ceea ce priveşte testarea la nivel de plachetă, o largă răspândire o au aşa numitele testoare in-circuit. Realizarea

19

Page 12: Cap1 - Consideratii Generale Privind Procesul de Testare (15p)

Capitolul 1 Consideraţii generale privind procesul de testare

acestora se bazează pe principiul deja prezentat al “patului de cuie”, care permit accesul la pinii de intrare şi ieşire ai fiecărei componente individuale. Pe lângă avantajele şi dezavantajele deja prezentate, mai trebuie făcută o menţiune legată de strategia de testare. Verificarea separată a stării tuturor componentelor nu garantează corectitudinea de funcţionare a plachetei în ansamblul său.

• Descrieţi elementele care trebuie luate în considerare dacă pe o linie de producţie electronică se efectuează o testare iniţială a tuturor componentelor utilizate.

• Descrieţi tipurile de conectare posibile între testor şi unitatea testată.

1.4. Implicaţiile economice ale testării

Consideraţiile economice sunt în mod evident unul dintre factorii decisivi în implementarea unei anumite strategii de testare. Producătorii trebuie să furnizeze clientului un produs ale cărui caracteristici să fie conforme cu specificaţiile cerute. Cantitatea, calitatea, precum şi nivelurile procesului de producţie în care se aplică testele se aleg în vederea minimizării costurilor totale. Decizia asupra strategiei de testare optime este complexă, deoarece există o mare varietate în ceea ce priveşte tipurile de test care pot fi utilizate cât şi în ceea ce priveşte modalităţile în care acestea pot fi implementate în procesul de producţie.

Elementele de cost care trebuie luate în consideraţie trebuie să includă:

costurile echipamentului de testare; costurile de producţie a programelor de test; costurile de operare; costurile de mentenanţă pentru echipamentul de testare.

Pe de altă parte, beneficiile economice aduse de procesul de testare depind de rata de cădere la fiecare nivel al procesului de producţie, precum şi de costurile asociate procesului de reparare a componentelor/plachetelor detectate ca defecte.

20

Page 13: Cap1 - Consideratii Generale Privind Procesul de Testare (15p)

Capitolul 1 Consideraţii generale privind procesul de testare

Toate aceste costuri sunt însă necunoscute în momentul în care trebuie stabilită strategia de testare, ceea ce face luarea deciziei cu atât mai dificilă. Estimarea acestor costuri se poate face doar pe baza experienţei anterioare, iar acurateţea acestor predicţii afectează mult calculele economice. Luarea unei decizii asupra tipurilor particulare de test care urmează să fie utilizate, precum şi asupra strategiei de testare este una dintre cele mai importante pe care inginerul de test trebuie să le ia. In acest sens, sunt posibile mai multe strategii cu privire la ce anume urmează să se facă cu o unitate detectată ca şi defectă:

rebutarea unităţii defecte; repararea unităţii şi reîntoarcerea lor la nivelul de test

netrecut; repararea unităţii şi trecerea directă la nivelul următor de

test. Obiectivul final este acela de a minimiza costurile

testării. Este de menţionat faptul că aceste costuri reprezintă în general 10 – 20% din costurile totale ale unei unităţi, putând ajunge însă în anumite situaţii şi la 50%. 1.5. Proiectarea pentru testabilitate

Odată cu dezvoltarea tot mai puternică a metodelor şi strategiilor de testare a devenit evident faptul că proiectantul circuitelor / plachetelor echipate poate aduce o mare contribuţie la uşurarea procesului de testare, prin implementarea unor facilităţi speciale în acest sens. A apărut astfel conceptul de proiectare pentru testabilitate, care se aplică începând cu faza proiectării iniţiale a circuitelor integrate şi până la faza proiectării echipamentelor complexe. Acest lucru se materializează prin includerea în faza de proiectare a unor concepte de genul:

semnalizare a stării unor linii sau indicatori; întrerupere a reacţiilor pentru facilitarea testării separate la

nivelul fiecărui bloc, fără posibilitatea propagării unui defect către un bloc anterior datorită reacţiilor;

condiţionare a intrărilor unor blocuri componente în scopul asigurării posibilităţii de introducere a unor semnale speciale de test.

21

Page 14: Cap1 - Consideratii Generale Privind Procesul de Testare (15p)

Capitolul 1 Consideraţii generale privind procesul de testare

Conceptul de proiectare pentru testabilitate a ajuns să fie unanim recunoscut în comunitatea dezvoltatorilor de circuite/echipamente electronice, astfel încât practic toţi producătorii importanţi au ajuns să impună condiţionări mai mult sau mai puţin importante asupra procesului de proiectare în scopul creşterii testabilităţii. Aceste aspecte vor fi discutate în mai multe detalii ulterior, dar este important să se remarce de la început faptul că dezvoltarea tehnologică a condus iniţial la încorporarea strategiilor de testare la toate nivelurile procesului de producţie, pentru ca în final procesul de proiectare să fie guvernat, sau cel puţin condiţionat, de către cerinţele de testare.

Rezumat • Testarea ocupă un rol din ce în ce mai important atât

în procesul de producţie, pentru asigurarea calităţii produselor, cât şi în procesul de mentenanţă şi service pentru asigurarea diagnosticării. Testarea este un proces costisitor, dar preţul renunţării la unele faze de testare sau ale efectuării unei testări necorespunzătoare poate fi chiar mai mare pe termen lung. Alegerea unei strategii de testare este o problemă economică, bazată pe aprecierea costului echipamentului, a dezvoltării programelor de test şi a ratei de cădere previzionate pentru unitatea testată.

• Echipamentele automate de test denumite şi testoare, sunt în general sisteme sofisticate având la bază un calculator care transmite stimuli de test către unitatea testată şi analizează răspunsurile acesteia la stimulii aplicaţi. Una dintre probleme cele mai complexe în tehnica testării este aceea de generare a vectorilor stimuli de test care să poată detecta şi eventual localiza defectele. Diferitele tipuri de testoare, utilizate în diferite faze ale procesului de producţie, se pot distinge în primul rând prin modalitatea de conectare la unitatea testată, şi implicit, prin modalitatea de generare a stimulilor de test.

22

Page 15: Cap1 - Consideratii Generale Privind Procesul de Testare (15p)

Capitolul 1 Consideraţii generale privind procesul de testare

23

ÎNTREBĂRI 1. Cum se defineşte un testor? 2. Care este diferenţa între un testor parametric şi un

testor logic? 3. Ce reprezintă conceptul de proiectare pentru

testabilitate?

TEMĂ: Conectare pe pat de cuie şi conectare prin conectorul plachetei - Definirea celor două noţiuni - Diferenţa dintre cele două noţiuni

- Consecinţe economice ale alegerii - Consecinţe privind generarea vectorilor stimuli de test - Diferenţe de implementare a testorului