ATE设备环绕BIT测试实现的方法研究

张瑞生

【摘要】 本文以基于CPCI总线的某型便携式自动化测试系统为例，详细介绍了环绕BIT设计节点选择和详细设计方法，针对系统的串行通讯、AD采集、开关量控制、PAL视频采集的环绕BIT设计策略，实现了测试系统故障的检测和隔离。

【关键词】 故障诊断 CPCI总线 BIT

引言

ATE设备作为测控领域使用广泛的自动化测试手段，对设备自身状态的诊断，是确保测试结果可靠、可信的重要保证。通常采取机内自检测（Built in test，简称BIT）的方式，根据系统自身的规模和要求，可进行余度BIT设计或者环绕BIT设计。前者具有较高的故障检测能力和隔离能力，但资源需求多，成本高，对于关键节点的测试可采用；后者利用系统冗余资源对测试节点进行直接或间接测试，对结果进行分析、判断，得出设备状态结论。本文以基于CPCI总线的某便携式测控系统为例，介绍环绕BIT设计的实现及验证情况。

一、ATE总体设计

某型自动测试系统利用CPCI总线的开放式架构，并可以自动识别板卡、配置系统资源的特点，搭建便携测试平台，具有供电、通讯、数据&图像采集、控制等功能，原理如图1所示。

ATE给被测对象提供电源，通过串口控制其按照既定时序工作，对输出信号回采，判断其工作状态，形成回路测试。由一体化显示单元、嵌入式控制器、RS422通讯、AD采集、PAL视频采集、+28V/+5V开关量输出、电源、电缆等组成。对于主要测试节点设置，下文将详细介绍。

二、关键测试节点分析

按测试信号故障的危害程度，设置合适测试节点对系统中的必要环节进行在线和离线的监测。在线测试模式为正常测试的状态，所有节点在此情况下均需要工作；离线模式为测试准备状态。

遵照此原则，对信号进行分类，形成表1所示的测试节点设置表，对冗余资源进统计后一并汇入表1。

从表1中可以看出，需对电源输出的电压、电流信号进行在线、离线两种状态的测量，而对于串行通讯、输出信号、视频信号则仅需在线监测。

三、环绕BIT设计

本文研究的环绕BIT设计是依靠系统自身的硬件资源，将采集、通讯、控制等按BIT测试需求重新配置，构成测试回路。

3.1电源信号的BIT设计

电源输出根部作为电源监测的第一个节点，回路中I/V转换输出作为第二个节点，通过开关控制，对节点数据联合判断，实现电源实时监控，如图2所示。电缆未连接时，电压有输出，电流无输出；接入负载时，电压、电流均输出，根据电流输出结果，判定连接状态。

3.2通讯信号的BIT设计

串行通讯信号利用冗余通道，在自检接口上配置，通道间异发异收，实现BIT通道闭环测试。如图3所示。

3.3其他信号BIT设计

系统选用的PAL视频采集板卡具有视频输出通道，将固定视频图像通过输出通道经自检接口返回至视频采集板卡，实现视频信号的闭环BIT。

开关量控制作为具有能量输出的信号，参照电源类似的方法设计，减少电流I/V转换采集环节，在自检接口调理后接至AD采集板卡的冗余通道。

3.4 BIT测试流程设计

整个BIT测试流程中，对于供电输出状态综合判定，正常后，串行通讯接口发送指令，返回通讯正常代码；对模拟通道数采进行测试，含电压、频率等信息；按照固定格式发送PAL视频信号，通过适配接口接至数采系统采集；开关量控制板接入+28V/+5V信号，控制通/断，在自检单元AD卡冗余通道判断其电压特性；对结果综合判断后，给出自检合格与否的结论，流程结束。

如图4所示。

四、测试结果验证

通过设备自检和人为设置故障对本系统环绕BIT测试的故障检测有效性和程度进行综合评定。检测项目16项，历时约70s，表2为检测结果。

从上表的数据可以看出，BIT检测结果，对系统内的串行通讯收发、故障判别，电源电压、电流及控制状态识别及开关量的控制效果进行了判定，达到了系统设计预期目的，可以在自检合格后，对被测对象进行测试。

五、结论

环绕BIT设计是故障诊断在ATE设备中的具体应用，测试节点和方法的选择，决定了系统检测的覆盖性和深度，直接影响ATE设备的可靠性及检测结果的可信性。

本文以基于CPCI总线系统的ATE设备为例，利用冗余资源和电路，搭建了BIT环绕测试回路，并验证了该设计的测试流程和结果，实现了系统故障的检测和隔离，有效提高了ATE设备的测试性和保障性。

参 考 文 献

[1]胡彭炜，杨福兴，何玉珠，电子设备自动测试系统的环绕BIT设计，电子测量技术2009-12

[2]杨成林，模拟故障字典技术测点选择问题研究，2011

[3]杨林，导弹电气系统故障仿真和样本采集平台研制，2010

[4]刘世军，电子设备中机内自检BIT的设计，现代电子技术2001-12