Подписка на новости

Опрос

Нужны ли комментарии к статьям? Комментировали бы вы?

Реклама

 

2011 №4

Цифровое тестирование на основе стандарта IEEE 1445

Куан Альберт (Quan Albert)  
Язма Рон (Yazma Ron)  

Перевод: Городецкая Галит


В статье описано, каким образом файлы в формате обмена данными для цифровых тестов (ФДЦТ), полученные из программы моделирования LASAR компании Teradyne, могут быть использованы при работе с современными цифровыми программно-аппаратными средствами для обеспечения надежной стратегии поддержки уже имеющихся тест-векторов из старых программ тестирования, таких как тесты «прошел – не прошел», тестирование с направляемым щупом и тестирование с помощью так называемых словарей неисправностей. Эту методологию можно широко применять для множества приложений, ранее разработанных на цифровых тестовых платформах GenRad 1795/1796/2225/2235/2750, Hewlett Packard DTS-70, Teradyne L200/L300 и Schlumberger 790.

Краткий обзор предлагаемого решения

Стандарт IEEE-1445, известный также под именем DTIF, определяет цифровой ФЦДТ и предназначен для использования в различных системах цифрового тестирования. Применение такого стандартного формата наряду с программными средствами последующей обработки файлов ФЦДТ и соответствующими аппаратными средствами цифрового функционального тестирования предполагает получение экономически эффективных решений, позволяющих использовать тест-векторы из старых программ тестирования на современной цифровой тестовой платформе.

Базирующаяся на формате ФЦДТ система тестирования включает в себя как программное обеспечение, так и компоненты аппаратных средств. Тестовая платформа, работающая в стандарте PXI, состоит из цифровой части, аппаратных средств поддержки направляемого щупа и других инструментов в соответствии с конкретным приложением. Программное обеспечение состоит из средств преобразования файлов ФЦДТ в формат XML, графического редактора, предназначенного для импорта изображений схемы тестируемого узла (ТУ), и собственно тестовой программы, осуществляющей управление процессом тестирования и отладки тест-векторов.

Аппаратная часть системы тестирования базируется на архитектуре PXI и содержит следующие элементы:

  • Шасси PXI типов 3U или 6U, в зависимости от числа цифровых модулей.
  • Цифровой блок, содержащий цифровые платы ввода/вывода (В/В) в стандарте PXI, поддерживающий до 384 каналов.
  • Интерфейс ТУ, включающий приемник и кабельные соединения. Цифровой направляемый щуп с индикато
  • ром состояния и кнопкой запуска.
  • Другие необязательные инструменты для поддержки дополнительных функциональных тестов, источник питания ТУ, измерительные приборы.

Возможен ряд вариантов исполнения цифрового блока системы тестирования в зависимости от его конкретного приложения. Для тестирования низковольтных схем с уровнями сигналов ТТЛ и ниже, а также цепей LVDS используется цифровая подсистема PXI на шасси типа 3U. Такая структура поддерживает 32 канала на одной плате, обеспечивает динамическое поканальное и повекторное управление и скорость обмена данными до 100 МГц. В свою очередь, для схем с высокими напряжениями, для тестирования которых ранее применялись тестовые платформы GR179x или GR2225, можно использовать цифровую подсистему PXI на шасси типа 6U. Такая структура также поддерживает 32 канала на одной плате и обеспечивает программируемые уровни задаваемых и измеряемых напряжений в диапазоне от –10 до +15 B. Отметим, что в обоих вариантах существует возможность индивидуального конфигурирования каждого цифрового канала, что дает возможность объединить каналы В/В, которые в старых программах тестирования могли быть сконфигурированы как специальные каналы входа и каналы выхода, что снижало общее количество используемых каналов тестирования.

Программное обеспечение тестовой системы имеет следующие составные части и возможности:

  • Программа-администратор DTIF, управляющая прогоном тест-программ, их отладкой, ведением тестового щупа и регистрацией результатов тестирования.
  • Программа подсказок DTIF, генерирующая структуру тестов для каждого ТУ.
  • Импорт и преобразование файлов ФЦДТ (с расширением .tap) в формат XML, поддерживающий функционирование аппаратуры и последовательность шагов тестирования с направляемым щупом (зондирование).
  • Графический редактор, предназначенный для импорта изображений фрагментов схемы ТУ, маркировки компонентов и контактов в схеме для поддержки тестовых приложений с направляемым щупом. Программная поддержка выполнения те
  • стовых приложений, содержащих последовательности тестов типа «прошел – не прошел», тестов с помощью так называемых словарей неисправностей и последовательностей тестирования с направляемым щупом.
  • Поддержка библиотечных DLL-функций, что позволяет выполнять указанные выше тестовые последовательности в других операционных оболочках, например в LabVIEW или Visual Studio.

Описанная тестовая система использует файлы в формате XML для администрирования и конфигурации тест-векторов, операций зондирования, привязки к соответствующим контактам тестируемого узла и других задач цифрового тестирования. В дальнейшем эти файлы используются при генерации тест-векторов, содержащих как тестовые воздействия, так и ожидаемые реакции исправной схемы, для формирования алгоритма тестирования с направляемым щупом, а также служат «информационным словарем» при тестировании при помощи словарей неисправностей.

Файлы ФЦДТ (с расширением .tap)

Файлы в формате ФЦДТ, имеющие расширение .tap, получены, как правило, при помощи программы моделирования LASAR компании Teradyne. Полный их набор, описанный ниже, состоит из следующих 39 текстовых файлов ФЦДТ:

  • Группа из 15 файлов, описывающая модель ТУ, включает в себя описание топологии схемы ТУ, контактов микросхем, внутренние взаимосвязи и зависимости между входами и выходами компонентов.
  • Группа из 9 файлов, описывающая тестовые воздействия и ожидаемые реакции, включает в себя описание тест-векторов и ожидаемых реакций, тайминг, временные соотношения на фронтах сигналов и группирование контактов по ряду признаков.
  • Словарь неисправностей, состоящий из 6 файлов, включает в себя описание сигнатур (сверток) неисправных реакций, которые сравниваются с ожидаемыми реакциями ТУ для выявления неисправностей компонентов или печатного монтажа.
  • База данных щупа (зонда), состоящая из 8 файлов, содержит описание истории прохождения зондом логических состояний и тайминг контактов каждого компонента.

При модернизации или замене старой тестовой системы весь рабочий архив имеющихся .tap-файлов вместе с программами конвертирования в формат ФЦДТ могут быть перенесены на новую и современную цифровую тестовую платформу. В тех случаях, когда существующие тестовые программы не имеют доступа к .tap-файлам, порядок действий заключается в повторном моделировании ТУ и затем использовании полученных .tap-файлов вместе с программами конвертированния в формат ФЦДТ с тем, чтобы перенести рабочий архив на новую цифровую тестовую платформу. В любом случае полученное решение неизменно будет более экономически выгодным, более ремонтопригодным и компактным по сравнению с продолжением эксплуатации старой платформы тестирования.

Процесс разработки тестовой программы

Полный процесс разработки тестовой программы, включающий в себя конвертирование и использование файлов ФЦДТ для цифровой схемы, показан на рис. 1.

Рис. 1. Разработка тестовой программы и пост-обработка полученных результатов

Рис. 2. Диалоговое окно импорта.tap-файлов

Процесс разработки состоит из следующих этапов:

  1. Моделирование. Как было отмечено ранее, если в приложении не обеспечивается доступ к уже существующим .tap-файлам, то для создания файлов ФЦДТ (.tap) следует провести повторное моделирование ТУ. Как правило, для этой цели может быть использована программа моделирования LASAR компании Teradyne.
  2. Конфигурирование и конвертирование файлов. Этот процесс включает импорт и пост-обработку .tap-файлов для их дальнейшего использования (рис. 2). Процесс преимущественно автоматический, однако содержит несколько следующих дополнительных или необязательных шагов, предполагающих выбор разработчика:
    • Используя программу подсказок, можно добавить генерацию тест-файлов ТУ к исходному проекту, а также подключить дополнительные аппаратные средства.
    • Выбор отдельных аппаратных частей существующей системы.
    • Возможность добавления к исходной программе тестов, не базирующихся на стандарте IEEE 1445, содержащих выполнение тех или иных переключений, ввод дополнительных тестовых воздействий, дополнительных источников питания ТУ или измерительных инструментов.
    • Запуск отдельных частей проекта DTIF, выполняющих следующие задачи:
      • Импорт папки, содержащей .tapфайлы, в которую размещаются файлы ФЦДТ, содержащие результаты пост-обработки, конвертированные в формат XML.
      • Конфигурирование контактов В/В тестовой платформы и их привязка к контактам ТУ.
      • Дополнительная возможность импорта изображений отдельных фрагментов ТУ или его принципиальной схемы и определение на изображении тех узлов, которые необходимо зондировать. Эта опция позволяет указывать пользователю на местоположение точек, предназначенных для зондирования, в процессе работы алгоритма направляемого щупа, используемого для обнаружения дефектных компонентов или печатного монтажа платы.
  3. Проектирование адаптера ТУ. На этом этапе проектируется адаптер, предназначенный для подключения контактов ТУ к цифровой плате В/В или к приемнику тестовой платформы. Это, как правило, специализированный кабель или некая интерфейсная плата. Проводные соединения интерфейса выполняются на основании схемы связей между контактами ТУ, предназначенными для зондирования, и соответствующими входами и выходами тестера, созданными на предыдущем этапе. Использование направляемого щупа предполагает наличие трех дополнительных цепей для цифрового измерительного прибора. Кроме того, могут понадобиться дополнительные проводные соединения для подачи напряжения питания, дополнительных тестовых воздействий и возможных измерительных приборов. На рис. 3 показано диалоговое окно программы, с помощью которой строится подобная схема привязки контактов.

Рис. 3. Диалоговое окно построения схемы
привязки контактов

Тестирование и отладка

По завершении процесса разработки тестпрограммы и изготовления интерфейсной платы пользователь может приступать к тестированию и отладке программы. После верификации набора тестов типа «прошел – не прошел» следует выполнить верификацию тестов с направляемым щупом и тестов на основе словарей неисправностей, обычно включающих в себя также возможности ввода моделирующих неисправностей и их последующего обнаружения. Полный процесс разработки тестов и отладки тестовой программы описан ниже:

  1. Запустить тест-программу в рамках разработанного проекта.
  2. Выбрать ТУ.
  3. Запустить команду Start. При этом запускается выполнение последовательности тестов типа «прошел – не прошел» и записываются полученные результаты.
  4. Ввести серийный номер выбранного ТУ (опция).
  5. При выпадении теста типа «прошел – не прошел» из-за внесенной ошибки или обнаруженного дефекта в ТУ запустить тест с управляемым щупом или тест со словарем неисправностей.
  6. Тест с управляемым щупом выполняет определенную последовательность зондирований ТУ до тех пор, пока неисправный компонент (или введенная неисправность) не будет обнаружен(а).
  7. Тест со словарем неисправностей идентифицирует неисправный компонент (или введенную неисправность) на основании описания в словаре неисправностей.

Алгоритм проведения теста с управляемым щупом выполняется драйвером щупа совместно с группой файлов, описывающих модель ТУ. Традиционно этот инструмент предоставлял пользователю только текстовую информацию о том, куда поместить щуп, например «зондировать U1, контакт 1», поэтому пользователь должен был иметь схему расположения контактов ТУ. Комплект программных инструментов, использующих файлы ФЦДТ, позволяет пользователю импортировать изображение компонента и точно указать физическое местоположение его контактов при помощи графического интерфейса.

Полный процесс тестирования с управляемым щупом состоит из следующих шагов:

  • Программа тестирования проекта DTIF выводит на экран изображение ТУ или схемное наименование компонента и номер контакта, а также помечает цветом точку, предназначенную для зондирования (рис. 4).
  • Пользователь нажимает кнопку щупа для начала процесса тестирования. Светодиод щупа загорается, указывая на то, что тест начался, а затем гаснет, указывая, что щуп готов для следующего зондирования.

Рис. 4. Графический интерфейс пользователя, обслуживающий процесс зондирования

Если полученные данные неоднозначны или противоречивы, программа подскажет пользователю, что необходимо повторить зондирование (рис. 5). Выполняя алгоритм тестирования, программа подскажет пользователю место зондирования следующего узла ТУ и выполнит запись результатов измерения. Этот процесс продолжается до тех пор, пока неисправность не будет обнаружена. Для каждой установки щупа программа записывает координаты точек зондирования наряду с полученными данными. На рис. 6 приведен пример сообщения по результатам нахождения неисправности и ее анализ.

Рис. 5. Сообщение в процессе зондирования: «Возможен плохой контакт в точке измерения (зависание на «логическом 0»).
Провести повторное зондирование?»

Рис. 6. Результаты измерения и анализ неисправности

Заключение

Наличие полнофункционального комплекта программного обеспечения DTIF наряду с тестовой платформой обеспечивают возможность модернизации старых цифровых тестовых систем. В частности, если в старых приложениях имеется доступ к файлам ФЦДТ (.tap), применявшимся в исходных тестпрограммах, использование тест-векторов из старых программ тестирования на современной цифровой тестовой платформе может оказаться весьма эффективным и экономически оправданным подходом, обеспечивающим поддержку и модификации таких устаревших тест-программ, которые иначе просто невозможно использовать.

Литература

  1. IEEE Std 1445-1998 (R2004) — IEEE Standard for Digital Test Interchangeable Format (DTIF).
  2. IEEE Std 1546-2000 (R2006) — IEEE Guide for Digital Test Interchangeable Format (DTIF).

Другие статьи по данной теме:

Сообщить об ошибке