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PCBA白盒测试用例设计方案框架

嘉峪检测网        2024-08-06 20:23

      白盒测试分成两部分:测试用例设计(由测试工程师完成)与测试实施(由测试实验员完成),太多的机构里,招聘的是测试工程师的岗位,干的是实验员的活儿,两边都不满意。

      测试用例设计主要针对问题来进行测试,测试用例设计的步骤如下:

1、找到应测点

     拿到被测物,从接口分析(机械接口、电气接口、信息接口、环境接口),列出明细,这就是应测点。

      机械接口:与被测物有力学作用的地方;

      电气接口:与被测有电压电流交互的接口,含无线方式交互;

     信息接口:与被测物有数据交换的地方,主要研究其接口协议,包括数据速率、校验方式、数据格式位数、数据含义、握手方式等。另含两个特殊的信息接口,一个是显示屏,将机器的信息传递给人;二是键盘,将人的命令信息输入给机器。

      环境接口:包括两个,分别是气候环境(温湿度大气压强紫外线冲击振动灰尘淋雨等近20项)和电磁环境(常见的11项)

      特殊说明:有一种情况可能会发生,就是一个接口节点上,可能会同时具有多个接口,如CAN接口,既有电压电流的电气接口,也有数据协议的

2、确定应测项

      针对每个具体的测试点,确定测试项目。就好像相亲一下,第一步确定跟谁相亲,第二步确定相什么,是经济状况、家庭关系、身体健康、性格特点等等。确定测试项目的方法比较技术,内容也多,大约有十个方面:

(1)标准符合性测试

      顾名思义,找到参考测试标准借鉴之。注意事项是:可以借鉴与被测产品相同应用工况的其他类型产品的测试标准,不可借鉴与被测产品同类但应用工况不同的同类产品标准。如建筑工地用对讲机测试,可以借鉴工地专用灯具的测试标准,不宜借鉴商超室内对讲机的测试标准。

(2)用户模拟测试

      标准符合性测试的要求是60分要求,不达到是不及格,就不能推向市场,是底线思维。但实际现场的应力要比这高,甚至高很多,因此,要结合现场的条件确定测试项目和测试应力大小。这就是用户模拟测试。比如220V+/-10%,这是标准符合性测试的要求,但实际现场可能是网电源波动超过了+/-20%,虽不合理,但是用户的实际,你不满足我就不买你产品。

(3)基于失效机理的应力测试

      这一条是专门戳人心窝子的一种方法,你怕什么就搞你什么。这个测试方法的核心技术点不在于怎么搞,而在于搞什么,打靶打准不要紧,靶子在哪里更关键。这个要研究可靠性物理,研究失效机理。

(4)应力变化率测试

      这是一种比较特殊的应力。就好象人一样,一直呆在16度的房间里不会感冒,一直呆在30度的房间里也不会感冒,但房间里1630度来回跳变,一会就喷嚏了。这种变化率是一种单独的且特殊的应力,与单独的max、单独的min值测试,都不是同一回事。这种应力常见的是:T/t、△U/t、△I/t、△Load/t、△F/t。分别是温度冲击、电压冲击、电流冲击、负载突变、力学突变。

(5)极限组合应力测试

      现场应力与实验室测试有个很大的不同,现场应力一般同时面临多个综合应力的综合。又让驴子快跑还不给它喝水吃草,看它扛的住不。

(6)时序测试

      时序指的是每件事、每个参数、每个波形单独来看都是没问题的,但加入了时间的因素,问题就来了。我刚把一块肉塞嘴里,你就问问题而且逼着我马上给答案,是不是有点不人道。我吃肉没错,你问问题也没错,我没塞嘴里前你问,或者等我咽下去了你再问,是不是更好。类似的工况有:Vccresetin管脚电平和Vcc电平、MOS管的Vc电压和Vg电压的先后……

(7)全覆盖测试(尤其是软件接口)

      从基本逻辑来说,bug就是隐藏在电子产品中的一个个小颗粒,如果我们遍历测试,把每个犄角旮旯都找遍了,从理论上来说,这个bug是不是必然可以找到。所以全覆盖测试就是测试的终极追求。

      如何做到全覆盖,有个基础方法就是活动分解。上面第一节的找应测点过程,就是一个活动分解方法的运用。将一个复杂综合性问题,分解成若干个小细节的模块,逐个分析拆解。从研究结果转变到研究过程,从研究整体转变到研究每个组成部分。

(8)一致性测试

      有些隐患是带有概率性的,一个是噪声,一个是器件参数的离散性和批次制造一致性,会带来两类概率性问题,批次产品中的个别台次故障,单台产品长期运行的偶发故障。测试有个本质问题就是基于样机抽样,任何一家公司不太可能会做到全抽样测试,这样的话,小概率问题机型抽不到,怎么测都是好的,可批量一上来,概率性问题就出来了,怎么测?

      两个途径组合使用:一是工程计算,二是一定批量的抽样,抽样测试后做统计计算,计算均值和标准差,然后计算超差的概率。

      这个测试方法里,最核心的不是测试,而是测试后的数据分析。

(9)波形诊断测试

      正如人体心脏的任何问题都会表现在心电图上一样,电路里的任何问题,分布参数问题,温漂问题、布线问题、参数选型问题、上升沿过程的浪涌超调问题等等,都会在波形上显现出来,通过实测波形,发现其中的隐患,尤其是分布参数和器件内部特性变化带来的影响,凭借工程计算原理设计是不太可能发现的了的,只有波形才可以。测试方法简单,测试信息丰富。

      此方法还有一个好处,可以结合一致性测试一起使用,多次测一个波形,做统计分析,甚至可以得出噪声导致的偶发信号异常的概率。

(10)单一故障模拟测试(SFC

       这个测试项目比较特殊。

      任何的有形物体,不可能不会坏,不能说好的时候你好我好大家好,可某个器件一旦坏了就整机摧枯拉朽吧。从设计上,应该保证单一故障发生的时候,系统功能仍能保持基本安全,如果还能保持基本工作那就更好了。

      这个测试项目就是人为制造特定关键器件,看系统性能的反应是什么,能否满足安全的要求,或者是客户满意的要求。

3、制定测试用例

     依据以上的应测点和应测项,可以列出一系列的测试项目清单,结合标准、实际工况、失效机理,确定每个测试项目的测试用例内容,至少包括:测试系统搭建图、测试应力、测试仪器、测试判据、测试注意事项。

4、测试项目分级

      如上这么多的测试项目,可能会耗费太多的精力,组织里没这么多资源怎么办?

     可以将测试项目做一个分级,按照风险程度由高到低分成五个级别:

    (1)安全性能

    (2)基本功能

    (3)单一故障

    (4)用户感知

    (5)其它。

     资源紧张的时候,优先资源分配给靠前的测试项目。

5、测试实施

6、测试结果与数据分析

7、整改落实

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来源:航科电子可靠性