产品硬件测试

产品硬件测试内容2011年7月1

2目的尽量实现产品的零缺陷验证设计可行性阶段——立项——研发——测试——生产——销售——常见硬件平台结构硬件测试的内容功能测试信号完整性测试电源测试散热测试可靠性测试认证1功能测试

定义：功能测试是根据硬件详细设计规格书中提及的功能规格进行测试，验证设计是否满足要求。严酷度：功能测试是系统功能实现的基本，是需要严格保证测试通过率的。2.5代产品举例：电源：内部LDO输出1.8V。内核：工业标准增强型2T8051。时钟：PLL12MHz最大12倍频。接口功能：SPI，I2C，SPI，UVC，CSI，GPIO等。（关于测试的方法和标准问题，我们可以参照相关文档）2信号完整性测试（SI）

定义：信号能够安全完整的到达目的地，它包含两个信息，一是独立的信号质量，另一个就是时序正确。适用范围：主要是针对数字电路，频率越高，SI出现问题的可能性就越大。

信号质量的区别，抖动太大的话有可能造成”0””1”错误。数据需要准时到达逻辑门，且在接收端期间开始锁存前必须确定数据的逻辑状态。数据的延迟或失真都会导致数据传输失败（无法识别数据或数据错误）。1）信号的质量参数振幅振幅，高电平，低电平，均方根值，单个周期的均方根值，最大值，最小值，峰峰值，平均值，单个周期平均值，正过冲，负过冲，正欠冲，负欠冲等。时间上升时间，下降时间，正占空比，负占空比，高电平宽度，低电平宽度，周期，频率，延迟等。眼图眼高，眼宽，眼图最高点，眼图最低点，交叉点等。振幅：高电平与低电平的差值，单位V或mV。高/低电平：高电平是指信号逻辑“1”/“0”所在位置的幅度，单位V或mV。均方根值：整个捕捉波形上所有点幅度的均方根值，单位V或mV。平均值：整个捕捉波形上所有点幅度的平均值，单位V或mV。正/负过冲：指高电平/低电平处的过冲值，单位V或mV。正/负欠冲：指高电平/低电平处的过冲值，单位V或mV。振幅欠冲波形上升/下降时间：逻辑“0”/“1”跳变到逻辑“1”/“0”的时间。延迟时间指两个相关信号间的相位差。延迟时间波形时间眼图的高/低电平值：眼图高/低电平累积部分最低/高点的值。眼图眼图的最大/小值：眼图高/低电平处最高/低点的值。眼图的交叉点：差分信号的上升沿和下降沿交叉点。2）信号的时序建立时间保持时间传输延迟相位偏移

波形的质量影响到信号的建立时间和保持时间；传输的延迟和相位的偏移影响到信号是否按时到达逻辑器件。建立时间：指数据在被采样时钟采样前已建立起的时间。保持时间：指数据在被采样时钟采样后还要继续保持的时间。传输延迟：数据从源端出来传输到接收端过程中所花的时间。相位延迟：是指同步信号间的实际相位差。小知识：示波器带宽和采样率带宽：信号幅度下降3db,在此频点为示波器的带宽频率。采样率：示波器采样速度的参数，示波器1S内可以捕获样品的数量。列：TektronixTDS1012100MHz1GS/s100MHz为带宽，测试超过100MHz的信号会数据异常。

1GS/s为采样率，数值越大示波器显示的波形越接近实际波形。3）常见SI问题反射

串扰

电源/地噪声

EMC/EMI反射信号源E产生带能量的信号，进过传输线传到负载，通过负载的阻抗吸收。即负载阻抗要求等于源阻抗，如果两者不匹配，源端信号最大能量部分被负载吸收，剩下的将反手回源阻抗，信号源就只好做出相应的变化去补偿输出。反射的表现信号源跳变时间Trise，传输延迟时间Tpd。若Trise>Tpd,负载端波形表现为过冲。若Trise<<Tpd,负载端波形表现为振铃（Ringing)现象。振铃图反射系数传输线阻抗Zo,负载阻抗ZL。反射系数Kr=(ZL-Zo)/(ZL+Zo)举例：信号源低电平驱动特性（0.2V,24mA)，即源输出阻抗Zs=0.2V/24mA=8.3欧；

负载CMO器件，输入阻抗ZL=100K；传输线阻抗Zo=50欧；

负载的反射系数Kr=(100K-50)/(100K+50)=1;

信号源输出端反射系数Krs=(8.3-50)/(8.3+50)=0.72

当信号源由3.5V变为0.2V时，即高电平转到低电平的过程：

a)信号源输出端信号Vo=(0.2-3.5)*Zo/(ZL+Zo)=-2.84V

信号源的交流信号Vs1=3.5-2.87=0.66V

Vo到达负载端时，Kr=1,发生完全反射Vr1=Vo=-2.84V

负载端的电压VL=3.5V+Vo+Vr1=-2.19V

b)反射信号反射到源端时也发生反射，Krs=-0.72

反射信号Vr2=Vr1*Krs=2.04V信号源交流信号Vs2=Vs1+Vo+Vr2=-0.14V

……...循环，负载的电压低于输入门限电压时，才算正确传输。反射消除达到条件：反射系数Kr=0,即Zo=ZL等效减小负载阻抗方法1：负载端并联电阻。弊端：增大了功耗。方法2：负载端并联一个RC串联网络源端串联电阻

源端增加一电阻Rt,Rt+Zs=Zo，用来消除二次反射。列：需要一个3v的电压,源会给出一个3v的电压,但由于(RT+ZS)和Z0的分压作用,实际的输出电压应该为1.5v,当该电压到达负载的时候,通过第一次全反射,它就可以获得两个1.5v的电压,这正是它所需要的电压,而反射回输出端的电压将被完全吸收,不存在第二次反射,这个过程就相当于信号的完全传输。串扰信号间的耦合，产生干扰。容性串扰：线与线之间存在寄生电容，噪声就会以电流的