时间：2022-12-14 02:49:24
序论：速发表网结合其深厚的文秘经验，特别为您筛选了11篇集成测试范文。如果您需要更多原创资料，欢迎随时与我们的客服老师联系，希望您能从中汲取灵感和知识！
一、引言
软件设计测试方法有各种技术。实践表明，使用每种方法均可设计出一组有用的测试方案，但没有一种方法足以产生一组完善的测试方案。对每种方法而言，均有自身特长，因而用一种方法设计出的测试方案对某些类型的错误可能容易发现，但对另一些类型的错误不一定容易发现。所以，在实际工作中，总是把它们结合起来使用，形成综合的测试策略，以满足不同测试阶段和不同程序的需要。不过，软件测试过程必须分步骤进行，每个步骤在逻辑上是前一个步骤的继续。大型软件系统通常由若干个子系统组成，每个子系统又由许多模块组成。大型软件系统的测试步骤基本由以下四个步骤组成：单元测试、集成测试（组装测试）、确认测试和系统测试。
二、测试策略中的集成测试设计
集成测试也称组装测试，综合测试或联合测试。集成测试是按设计要求把通过单元测试的各个模块组装在一起之后进行测试，以便发现与接口有关的各种错误。在进行集成测试时，常需考虑的有关问题有：数据经过接口是否会丢失；一个模块对另一模块是否造成不应有的影响；几个子功能组合起来能否实现主功能；误差不断积累是否达到不可接受的程度；全局数据结构是否有问题。集成测试分为非渐增式测试和渐增式测试。
（一）非渐增式测试
非渐增式测试方法是先分别测试每个模块，再把所有模块按设计要求放在一起，结合成所要的程序再进行测试。
（二）渐增式测试
渐增式测试是把下一个要测试的模块同已经测试好的那些模块结合起来进行测试，测试完以后再把下下一个应该测试的模块结合进来测试，这种测试每次增加一个模块。这种方法实际上同时完成单元测试和集成测试。
1.自顶向下结合
自顶向下结合是一种递增的装配软件结构的方法。这种方法被日益广泛地采用，它需要连接程序，但不需要驱动程序。它是从主控制模块（“主程序”）开始，沿着软件的控制层次向下移动，从而逐渐把各个模块结合起来。把主控模块所属的那些模块都装配到结构中去时，有两种方法可供选择。
（1）深度优先策略
参看图1，深度优先策略先组装在软件结构的一条主控制通路上的所有模块。主控路径的选择决定于软件的应用特性。如，选取最左边的路径，先结合模块M1、M2和M5，接着是M8，如果M2的某个功能需要，可结合M6，然后再构造中央和右侧的控制通路。
图1 图2
（2）宽度优先策略
宽度优先策略是沿软件结构水平地移动，把处于同一个控制层次上的所有模块组装起来。对于图2来说，先结合模块M2、M3和M4（代替存根程序S4），接着是M5、M6和M7（代替存根程序S7）这一层，如此继续进行下去，直到所有模块都被结合进来为止。
（3）自顶向下综合测试可归纳为以下五个步骤
A .用主控制模块做测试驱动程序，用连接程序代替所有直接附属于主控制模块的模块。
B.依据所选集成策略（深度优先或宽度优先），每次只用一个实际模块替换一个桩模块。
C.每集成一个模块立即测试一遍。
D.只有每组测试完成后，才用实际模块替换下一个桩模块。
E.为避免引入新错误，须不断进行回归测试（即全部或部分地重复已做过的测试）。
这一过程从第二步开始就不断进行，直到整个程序结构构造完毕。在图1中，实线表示已部分完成的结构，若采用深度优先策略，下一步就要用M7来替代桩模块S7。S7本身可能又带桩模块，随后将被对应的实际模块一一替代。
（4）自顶向下集成局限性的解决方法
自顶向下集成的优点在于能尽早地对程序的主要控制和决策机制进行检验，因而能较早发现错误。其缺点在于测试较高层模块时，低层处理采用桩模块替代，这并不能够反映实际情况，重要数据不能及时回送到上层模块，因而测试并不充分和完善。所以这种方法有它的局限性，若遇到此类问题，测试人员可选择以下几种方法解决之：
A.把某些测试推迟到用真实模块替代桩模块之后进行。这将使我们对一些特定的测试和特定模块的装配之间的对应关系失去某些控制，在确定错误原因时会比较困难。
B.开发能模拟真实模块的桩模块。此法无疑要大大增加开销。
C.从层次结构的底部向上装配软件。此种方法较切实可行，下面专门介绍。
2.自底向上结合
自底向上测试是从软件结构最低层的模块开始组装和测试，当测试到较高层模块时，所需的下层模块均已具备，因而不再需要桩模块。
自底向上综合测试可归纳为以下四个步骤：
（1） 把低层模块组合成实现一个特定软件子功能的族，见图2中模块族1、2、3。
（2） 为每个族设计一个驱动软件，作为测试的控制程序，以协调测试用例的输入和输出。图3中，虚线接的框D1、D2、D3是各个族的驱动程序。
（3） 对模块族进行测试。
（4） 按结构向上次序，用实际模块替换驱动程序，将模块族结合起来组装成新的模块族，再进行测试，直至全部完成。例如，在图3中，族1、族2上属于Ma，因而去掉D1和D2将这两个族直接与Ma接口；同样族3与Mb接口前将D3去掉；Ma与Mb最后与Mc接口。
采用自底向上方法，越向上层分别测试，所需驱动程序越少。而且，若软件结构的最上两层用自顶向下结合的方法进行装配，则将大大减少驱动程序的数目，同时族的组装也会大大简化。
自顶向下方法不需驱动模块的设计，可在程序测试的早期实现并验证系统的主要功能，及早发现上层模块的接口错误。但自顶向下方法必须设计存根模块，使低层关键模块中错误发现较晚，并且不能在早期很快且充分地展开测试的人力。自底向上方法与自顶向下方法相比较，它的优缺点与自顶向下方法恰恰相反。一般在实际应用中，采用两种方法相结合的混合法，即对软件结构的较上层使用自顶向下的结合方法，对下层使用自底向上的结合方法，以充分发挥两种方法的优点，尽量避免其缺点。
三、结论
集成测试是按设计要求把通过单元测试的各个模块组装在一起之后进行测试，以便发现与接口有关的各种错误。相对单元测试，集成测试注重宏观组织。
软件测试中集成测试尤为重要，但这是不够的，还必须设计形成综合的测试策略，一般的做法是，用黑盒法设计基本的测试方案，再利用白盒法补充一些必要的测试方案。具体地说，可用以下策略结合各种方法：
（1） 在任何情况下都应该使用边界值分析的方法。
（2） 必要时用等价划分法补充测试方案。
报告属性
【报告名称】中国集成电路测试产业投资咨询报告
【报告性质】专项调研：需方可根据需求对报告目录修改，经双方确认后签订正式协议。
【关键词】集成电路测试产业投资咨询
【制作机关】中国市场调查研究中心
【交付方式】电子邮件特快专递
【报告价格】协商定价（纸介版、电子版）
【定购电话】010-68452508010-88430838
报告目录
一、集成电路测试概述
(一)集成电路测试产业定义、基本概念
(二)集成电路测试基本特点
(三)集成电路测试产品分类
二、集成电路测试产业分析
(一)国际集成电路测试产业发展总体概况
1、本产业国际现状分析
2、本产业主要国家和地区情况
3、本产业国际发展趋势分析
4、2007国际集成电路测试发展概况
(二)我国集成电路测试产业的发展状况
1、我国集成电路测试产业发展基本情况
2、集成电路测试产业的总体现状
3、集成电路测试行业发展中存在的问题
4、2007我国集成电路测试行业发展回顾
三、2007年中国集成电路测试市场分析
(一)我国集成电路测试整体市场规模
1、总量规模
2、增长速度
3、各季度市场情况
(二)我国集成电路测试市场发展现状分析
(三)原材料市场分析
(四)集成电路测试区域市场分析
(五)集成电路测试市场结构分析
1、产品市场结构
2、品牌市场结构
3、区域市场结构
4、渠道市场结构
四、2007年中国集成电路测试市场供需监测分析
(一)需求分析
1、产品需求
2、价格需求
3、渠道需求
4、购买需求
(二)供给分析
1、产品供给
2、价格供给
3、渠道供给
4、促销供给
(三)市场特征分析
1、产品特征
2、价格特征
3、渠道特征
4、购买特征
五、2007年中国集成电路测试市场竞争格局与厂商市场竞争力评价
(一)竞争格局分析
(二)主力厂商市场竞争力评价
1、产品竞争力
2、价格竞争力
3、渠道竞争力
4、销售竞争力
5、服务竞争力
6、品牌竞争力
六、影响2007-2010年中国集成电路测试市场发展因素
(一)有利因素
(二)不利因素
(三)政策因素
七、2007-2010年中国集成电路测试市场趋势预测
(一)产品发展趋势
(二)价格变化趋势
(三)渠道发展趋势
(四)用户需求趋势
(五)服务发展趋势
八、2008年集成电路测试市场发展前景预测
(一)国际集成电路测试市场发展前景预测
1、国际集成电路测试产业发展前景
2、2010年国际集成电路测试市场的发展预测
3、世界范围集成电路测试市场的发展展望
(二)中国集成电路测试市场的发展前景
1、市场规模预测分析
2、市场结构预测分析
(三)我国集成电路测试资源配置的前景
(四)集成电路测试中长期预测
1、2007－2010年经济增长与集成电路测试需求预测
2、2007－2010年集成电路测试行业总产量预测
3、我国中长期集成电路测试市场发展策略预测
九、中国主要集成电路测试生产企业(列举)
十、国内集成电路测试主要生产企业盈利能力比较分析
(一)2003-2007年集成电路测试行业利润总额分析
1、2003-2007年行业利润总额分析
2、不同规模企业利润总额比较分析
3、不同所有制企业利润总额比较分析
(二)2003-2007年集成电路测试行业销售毛利率分析
(三)2003-2007年集成电路测试行业销售利润率分析
(四)2003-2007年集成电路测试行业总资产利润率分析
(五)2003-2007年集成电路测试行业净资产利润率分析
(六)2003-2007年集成电路测试行业产值利税率分析
十一.2008中国集成电路测试产业投资分析
(一)投资环境
1、资源环境分析
2、市场竞争分析
3、税收政策分析
(二)投资机会
(三)集成电路测试产业政策优势
(四)投资风险及对策分析
(五)投资发展前景
1、集成电路测试市场供需发展趋势
2、集成电路测试未来发展展望
十二、集成电路测试产业投资策略
(一)产品定位策略
1、市场细分策略
2、目标市场的选择
(二)产品开发策略
1、追求产品质量
2、促进产品多元化发展
(三)渠道销售策略
1、销售模式分类
2、市场投资建议
(四)品牌经营策略
1、不同品牌经营模式
2、如何切入开拓品牌
(五)服务策略
十三、投资建议
(一)集成电路测试产业市场投资总体评价
(二)集成电路测试产业投资指导建议
十四、报告附件
(一)规模以上集成电路测试行业经营企业通讯信息库(excel格式)
主要内容为：法人单位代码、法人单位名称、法定代表人(负责人)、行政区划代码、通信地址、区号、电话号码、传真号码、邮政编码、电子邮箱、网址、工商登记注册号、编制登记注册号、登记注册类型、机构类型……
(二)规模以上集成电路测试经营数据库(excel格式)
主要内容为：主要业务活动(或主要产品)、行业代码、年末从业人员合计、全年营业收入合计、资产总计、工业总产值、工业销售产值、工业增加值、流动资产合计、固定资产合计、主营业务收入、主营业务成本、主营业务税金及附加、其他业务收入、其他业务利润、财务费用、营业利润、投资收益、营业外收入、利润总额、亏损总额、利税总额、应交所得税、广告费、研究开发费、经营活动产生的现金流入、经营活动产生的现金流出、投资活动产生的现金流入、投资活动产生的现金流出、筹资活动产生的现金流入、筹资活动产生的现金流出……
十五、报告说明
(一)报告目的
(二)研究范围
(三)研究区域
(四)数据来源
(五)研究方法
(六)一般定义
(七)市场定义
(八)市场竞争力指标体系
首先，持续集成和集成测试还是有很大区别，持续集成强调的是自动化的编译构建，部署，自动化的冒烟测试，保证开发过程的产出随时都可以构建一个冒烟测试通过的可用版本。而集成测试则涉及到严格的测试策略，测试方案，集成测试顺序，各个集成功能点的覆盖，详细的功能性测试等。集成测试不仅仅是接口测试，更重要的是以接口质量为前提的跨组件功能性测试。
1.为什么要集成测试
集成测试，也叫组装测试或联合测试。在单元测试的基础上，将所有模块按照设计要求组装成为子系统或系统，进行集成测试。实践表明，一些模块虽然能够单独地工作，但并不能保证连接起来也能正常的工作。程序在某些局部反映不出来的问题，在全局上很可能暴露出来，影响功能的实现。
理论上凡是两个单元（如函数单元）的组合测试都可以叫做集成测试。实际操作中，通常集成测试的对象为模块级的集成和子系统间的集成，其中子系统集成测试称为组件测试。
在单元测试和系统测试间起到承上启下的作用，既能发现大量单元测试阶段不易发现的接口类错误，又可以保证在进入系统测试前及早发现错误，减少损失。
对系统而言，接口错误是最常见的错误，单元测试通常是单人执行，而集成测试通常是多人执行或第三方执行。集成测试通过模块间的交互作用和不同人的理解和交流，更容易发现实现上、理解上的不一致和差错。
2.集成测试什么时候开始
在开始体系结构设计的时候开始；
在进入详细设计之前完成集成测试方案；
在进入系统测试之前结束集成测试。
3.集成测试原则
集成测试是产品研发中的重要工作，需要为其分配足够的资源和时间。
集成测试需要经过严密的计划，并严格按计划执行。
应采取增量式的分步集成方式，逐步进行软件部件的集成和测试。
应重视测试自动化技术的引入与应用，不断提高集成测试效率。
应该注意测试用例的积累和管理，方便进行回归并进行测试用例补充。
4.集成测试需要关注以下问题：
4.1 集成测试的可迭代性
在整个软件开发都可迭代的模式下，要意识到集成测试过程本身也是可以迭代的。大型产品集成不应该等待到真正各个子系统或业务模块都开发好才开始集成测试。功能开发的迭代直接驱动集成测试过程也是迭代，同时在每个集成测试周期中最好又分为几个关键点，首先是服务模拟器，其次是替换掉模拟器联调通组件接口，再次测试接口服务中详细实现。
4.2 集成测试的顺序问题
我一直认为这是集成测试中非常关键的一个内容，集成顺序的确定涉及到前期大量的组件间依赖关系分析，业务功能点和接口对应关系分析等。特别是发展到现在，我们发现很多时候组件间不再是以前单纯的单向依赖关系，由于接口服务注册在总线上，导致多个组件间可以相互依赖，所以前面简单的组件依赖分析已经不适用，替代的方法是基于跨组件的流程协同分析，以核心流程驱动组件间的组装顺序。
同时，对于传统的自顶向下集成和自底向上集成方法往往都不能完全覆盖。很多时候采用的都会是混合集成的策略。一个是为了及早的看到集成的效果我们期望从顶向下，但是却需要大量的模拟器和stub桩模块。另外一个是为了减少模拟器，我们从最底层向上集成，但是往往却将风险延迟到最后发现。
4.3 测试全流程的问题
在每个组件或模块的单元测试阶段更加容易实现每日构建和持续集成，持续集成完后应该对每个独立模块进行详细测试，但是测试需要依赖一定的模拟器。在集成测试环境则进入到集成流水线，集成流水线的准入应该是每个组件在单元测试环境都完全测试通过，集成流水线根据组件的集成需求来规划具体的测试计划和测试方案。集成测试过程仍然应该首先是冒烟测试进行准入验证，然后是接口测试，然后是详细功能测试，最终交付到验收。
5.集成测试方法
5.1 非递增式集成测试
所有软件模块完后单元测试后一次集成。
优点：测试过程中基本不需要设计开发测试工具。
不足：对于复杂系统，当出现问题时故障定位困难，和系统测试接近，难以体现和发挥集成测试的优势。
5.2 递增式集成测试
逐渐集成，由小到大，边集成边测试，测完一部分，再连接一部分。
在复杂系统中，划分的软件单元较多，通常是不会一次集成的。
软件集成的精细度取决于集成策略。通常的做法是先模块间的集成，再部件间的集成。
优点：测试层次清晰，出现问题能够快速定位。
缺点：需要开发测试驱动和桩。
5.3 集成测试实现
集成测试在实现方式上和单元测试是一样的，需要根据测试需求设计实现相应的测试驱动和测试桩，同时也可以借助一些工具进行辅助测试。
对我们的系统而言，相对于单元测试，适用的商用集成测试选择面更窄。
实际工作中，各项目开发的模拟工具即属于集成测试工具，但在系统化、灵活性、通用性上尚欠缺，缺乏系统全面的设计。
现有的模拟工具在测试自动化上也需改进，如实现测试数据的自动生成、测试用例的自动运行、测试结果的自动保存和比较等。
所有的软件项目都不能摆脱系统集成这个阶段。不管采用什么开发模式，具体的开发工作总得从一个一个的软件单元做起，软件单元只有经过集成才能形成一个有机的整体。具体的集成过程可能是显性的也可能是隐性的。只要有集成，总是会出现一些常见问题，工程实践中集成测试，几乎不存在软件单元组装过程中不出任何问题的情况。
参考文献
[1]李天日，林宁，高林.基于国产基础软件应用系统的性能测试与优化研究[J].微型机与应用，2010（11）.
[2]谢谦，高林，杨建军.国产基础软件标准化与研发、测试、应用[J].信息技术与标准化，2008（06）.
【关键词】集成电路 温度测试 感应器 控制电路
在科技飞速发展的今天，半导体电子产品的集成度也在飞速提高，产品复杂程度与之前有较大的增加，所以对整个产品的设计制造和后期的封装测试都提出了更高的要求，其中就包括了温度测试的部分。
温度对于电子产品的性能的影响是巨大的，根据费米能级的公式就可以看出，对于特定材料的电子半导体产品，温度是唯一影响其器件性能的因素，所以新一代电子产品的温度测试系统也需要改进，以满足其测试精度的要求，从而对整个自动化温度系统进行高精度的温度控制，下面就将研究提出一些新的温度测试系统及其具体的实现方案。
1 研究
对于VLSI电路来说，其电路上的芯片在工作的时候它的各部位的发热是不均匀的，同时它的各部分对于温度控制的要求也是不一样的。我们在测试温度的时候就会遇到这样的问题，测试温度需要在电子器件表面去分布一些热电阻二极管来进行温度采样，但是前面提到由于产品的复杂性，不管在产品的哪个点去分布测试温度的二极管，测出来的温度都是不准确的，因为温度测试的点是单一的，但是在进行温度控制时，加热冷却的头却是一种面接触的方式，所以需要采用新的温度测试的方案来解决这一问题。
我们之前所用的热阻二极管是将二极管的两端接到芯片的边缘来进行温度的测试，这样一来问题就出现了，首先如我们之前所提到的那样，这样一种方式采集温度的方法有点单一，其次这样附在芯片表面，所测量到的温度本身就有很大的误差，这边提出两种测试方案，首先，对于那些较为复杂的集成电路，或者本身就结构复杂及晶体管数目庞大的集成芯片来说，能不能在芯片中设置一个内建的温度感应器，通过这个内建的温度感应器来感应温度，并反馈到服务器，然后进行温度的调节控制。对于这个模块的要求是必须是独立完整的，并且温度测试感应的过程必须是简单的，也就是说就用一个较为简化的模块就够了，还有非常重要的一点就是这个内建模块占用的位置必须足够的小，不能影响到芯片原有的性能，并且最好不要有多余的pin脚引出。
那针对这两个想法下面进行两个实验，首先用原先的温度测试二极管来进行测试，本文研究的温度测试系统是针对高集成度，高复杂度的的器件，所以这边所选用的芯片是一个普通的处理器芯片，用一台ATE（Automatic Test Equipment，自动检测设备）机器进行测试并监控温度。根据之前的构想，选择3个点来进行温度检测，第一：温控控制头的温度，这个温度是机器对电路进行温度控制时的标准温度；第二：芯片表面的热阻二极管的温度，这个温度反应的是测试得到的实时的芯片温度；第三：处理器中的二极管的温度，这个温度是由于芯片中二极管特性变化，通过计算得到的处理器内部的二极管温度。实验的过程也很简单，对芯片通电，增加电压，使得温度上升，检测打开测试槽（DUT）监控界面，对以上3个温度进行实时监控。从而得到测试结果如图1所示。
从实验结果可以清楚的看到两点，第一：之前用来感应温度的热阻二极管的温度值与机器的热接触头的值不相符，存在明显的误差。第二：处理器内部的温度和热接触头的温度误差较小。
上面的实验中给出了2点启发：（1）芯片内部的温度，比附在芯片边缘的热阻二极管的温度来的可靠的多。（2）如果单纯的在芯片中加入内建的温度感应器，依然存在一定的误差，这就需要一些特别的设计。这边提出一个想法，既然一个内建温度感应器不够，那就多设计几个温度感应器，在电路的几个核心的部位，这样多点采集，再进行比较，取得温度值最高的那个，反馈到控制系统，这样就准确许多。图2所示的是处理器芯片内部的温度感应器的分布示意图，在芯片内部各个重要模块中都有设置。
这边同样一个很明显的问题就是，当我的这些感应器得到相应的各点的温度时，怎样对得到的每个温度信号进行计算校准，这就需要设计一个温度计算控制电路。
这个温度计算电路的结构相对是比较简单的，符合之前提出的尽量简化系统的要求。各个模块上的感应器得到温度，经过逻辑控制中心转换成数字信号然后通过一个比较器得到最大值，将信号传输到温度控制中心进行控制。将整个系统实施到温度测试系统当中之后，再对测试温度，温度控制头的温度以及得到的芯片内部二极管温度值进行测试观察得到如图4所示的曲线图：
从图中可以清楚的看到，除了在测试的开始和结束有少许的温度波动，整个测试过程中，感应器得到的温度和机器的温度控制头的温度是比较吻合的，所以整个设计构想也得到了验证。
2 总结
本篇文章主要针对现在的复杂电路和器件中温度测试较为不稳定的问题，提出了新的测试元件，测试电路的设计，结构也表明了新的方案的是有效的，但是问题依然存在，整个系统相对于之前的单一的温度测试元件的测试方法，它的可靠性问题依然存在，后面的研究中需要针对可靠性的问题需要进行相应的改进。
参考文献
[1] Chenyang Lu；Hongan Wang；Kottenstette， N.；Koutsoukos，X.D.；Yingming Chen；Yong Fu.Feedback Thermal Control for Real-time Systems.2010：111-120.
[2] Cui Liangyu；Gao Weiguo；Qi Xiangyang；Shen Yu；Zhang Dawei；Zhang Hongjie.The Control System Design of Thermal Experimental Platform for High-Speed Spindle Based PLC.2010：639-642.
中图分类号：O348文献标识码： A
Abstract：Smoke detector is one of the most common fire detection device in building fire protection facilities. According to the fire protection regulations maintenance units must be detector function test every year, and the third party inspection, a lot of work consumed in the smoke detector test. The author puts forward the idea about the smoke fire detector test function integration, in order to solve the problem of high cost and the detector alarm performance can not be quantified.
Key Words：smoke detectortestintegration
一、前言
随着国民经济的不断发展，人民生活水平的提高，国家及民众对于消防安全日益重视，火灾自动报警系统作为最为常用的早期火灾预警装置日益普及，从最新实施的《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-2013就可以看出，国家对住宅建筑火灾自动报警系统的设置提出了明确的要求。感烟火灾探测器作为火灾自动报警系统中最为常用的报警装置，其功能好坏直接关系到是否能够早报警早处置，正是基于此，《火灾自动报警系统施工及验收规范》GB50166-2007明确要求每年需对所有探测器进行功能测试，另外《消防法》规定需对建筑消防设施每年至少进行一次全面检测，即第三方消防检测机构年检。
二、传统测试方式的弊端
为了检验感烟探测器报警功能的好坏，主要的测试方法是使用感烟探测器测试工具（俗称烟枪）对其进行流动加烟试验。由于感烟探测器点多面散，操作人员需要扛枪流动作业，再加上点香及烟雾加注过多后的善后处理等，消耗了维保和检测单位的大量时间和人力、物力投入。
在传统的加烟测试过程中，烟雾的浓度很难控制，烟雾进入探测器内部的数量更是不得而知，这就造成了有些灵敏度高的探测器几秒钟内就立刻报警，而有些灵敏度差的探测器就需要注烟几分钟后才报警，虽然都有报警功能但是显然两者都存在着一定的问题，前者容易受环境影响产生误报警，而后者又不能做到火灾的早期预警，关键因素是烟量无法准确控制，现场加烟与实验室的标准烟室存在着很大的差别，这也是感烟探测器的报警功能参数未纳入计量认证的原因之一。
另外在一些特殊场所，如中庭、高架仓库等，点型感烟探测器安装高度能够达到极限高度12米，线型光束感烟探测器安装高度可以达到20米，烟枪无法触及，需登高作业方可进行测试，十分不便；再如一些危险场所，如变压器室、高压开关室等，平时人员无法进入，只能在停机的情况下才能进行测试。还有一些禁烟场所，如煤气等易燃易爆区域、高档宾馆酒店等，传统的加烟测试方式局限性很大。
三、感烟探测器测试功能集成化
造成目前这种现状的主要原因是探测器生产厂家设计探测器的初衷只是为了探测火灾，而没有考虑到日后测试及维护的方便快捷。随着人们对消防安全的日益重视，以及劳动力成本的不断提升，亟需一种既能够准确判断感烟探测器报警性能又便于测试的手段。
点型感烟火灾探测器是消防火灾自动报警系统中使用最为广泛的探测装置，虽然历经几十年的发展，但其探测原理没有发生实质性的改变，它是通过探测区域烟雾浓度变化影响到光线的变化，当烟雾造成的光线减弱到一定的数值后，再转化为电信号实现报警目的的一种器件。光电探测器的响应阈值，即用减光系数m值(单位为dB/m)表示的探测器报警时刻的烟浓度，需采用实验室方法测量确定，即在光学密度计利用光束受烟粒子作用后，光辐射能按指数规律衰减的原理测量烟浓度。减光系数用下式表示：
m=（10/d)lg(P0/P)，式中：
m―减光系数，dB/m；
d―试验烟的光学测量长度，m；
P0―无烟时接收的辐射功率，W；
P―有烟时接收的辐射功率，W。
如果在其内部集成物理减光测试装置和执行机构，在测试时使减光装置动作，遮挡光源，同样能够启到模拟烟雾的效果，达到测试报警功能的目的。在现场使用了一段时间后，如果在减光装置动作后不能及时报警即可以判定该探测器的报警阈值已经达不到出厂时的最低要求，可以通过厂家提升灵敏度，或者进行清洗或更换，彻底解决了传统的通过加烟进行探测器测试方法中的烟量无法准确控制，判断报警时间是否及时的关键问题。由于目前感烟探测器在生产过程中可以设定不同的灵敏度，所以在减光装置的选择上应该与探测器最低灵敏度时的响应阈值相匹配，以准确判断在最不利的情况下探测器报警功能的好坏。
对于线型光束感烟探测器以及管路采样式吸气感烟火灾探测器测试装置的集成同样可以采用以上思路。前者可根据《建筑消防设施检测技术规程》GA503-2004的测试方法，在发射器及接收器处的光路上分别安装减光值为1.0dB和10dB的减光装置，分别启到测试报警及报故障的功能。而后者如果安装高度较高不便测试的话，可以在最不利的采样孔处安装一根空心伴随管便于将测试烟雾送入采用孔中。
集成电路测试贯穿在集成电路设计、芯片生产、封装以及集成电路应用的全过程，因此，测试在集成电路生产成本中占有很大比例。而在测试过程中，测试向量的生成又是最主要和最复杂的部分，且对测试效率的要求也越来越高，这就要求有性能良好的测试系统和高效的测试算法。
一、数字集成电路测试的基本概念
根据有关数字电路的测试技术，由于系统结构取决于数字逻辑系统结构和数字电路的模型，因此测试输入信号和观察设备必须根据被测试系统来决定。我们将数字电路的可测性定义如下：对于数字电路系统，如果每一个输出的完备信号都具有逻辑结构唯一的代表性，输出完备信号集合具有逻辑结构覆盖性，则说系统具有可测性。
二、数字集成电路测试的特点
（一）数字电路测试的可控性 系统的可靠性需要每一个完备输入信号，都会有一个完备输出信号相对性。也就是说，只要给定一个完备信号作为输入，就可以预知系统在此信号激励下的响应。换句话说，对于可控性数字电路，系统的行为完全可以通过输入进行控制。从数字逻辑系统的分析理论可以看出，具有可控性的数字电路，由于输入与输出完备信号之间存在一一映射关系，因此可以根据完备信号的对应关系得到相应的逻辑。
（二）数字电路测试的可测性 数字电路的设计，是要实现相应数字逻辑系统的逻辑行为功能，为了证明数字电路的逻辑要求，就必须对数字电路进行相应的测试，通过测试结果来证明设计结果的正确性。如果一个系统在设计上属于优秀，从理论上完成了对应数字逻辑系统的实现，但却无法用实验结果证明证实，则这个设计是失败的。因此，测试对于系统设计来说是十分重要的。从另一个角度来说，测试就是指数字系统的状态和逻辑行为能否被观察到，同时，所有的测试结果必须能与数字电路的逻辑结构相对应。也就是说，测试的结果必须具有逻辑结构代表性和逻辑结构覆盖性。
三、数字电路测验的作用
与其它任何产品一样，数字电路产出来以后要进行测试，以便确认数字电路是否满足要求。数字电路测试至少有以下三个方面的作用：
（一）设计验证 今天数字电路的规模已经很大，无论是从经济的角度，还是从时间的角度，都不允许我们在一个芯片制造出来之后，才用现场试验的方法对这个“样机”进行测试，而必须是在计算机上用测试的方法对设计进行验证，这样既省钱，又省力。
（二）产品检验 数字电路生产中的每一个环节都可能出现错误，最终导致数字电路不合格。因此，在数字电路生产的全过程中均需要测试。产品只有经过严格的测试后才能出厂。组装厂家对于买进来的各种数字电路或其它元件，在它们被装入系统之前也经常进行测试。
（三）运行维护 为了保证运行中的系统能可靠地工作，必须定期或不定期地进行维护。而维护之前首先要进行测试，看看是否存在故障。如果系统存在故障，则还需要进行故障定位，至少需要知道故障出现在那一块电路板上，以便进行维修或更换。
由此可以看出，数字电路测试贯穿在数字电路设计、制造及应用的全过程，被认为是数字电路产业中一个重要的组成部分。有人预计，到2016年，IC测试所需的费用将在设计、制造、封装和测试总费用中占80%-90%的比例。
四、数字电路测试方法概述
（一）验证测试 当一款新的芯片第一次被设计并生产出来时，首先要接受验证测试。在这一阶段，将会进行全面的功能测试和交流（AC）及直流（DC）参数测试。通过验证测试，可以诊断和修改设计错误，测量出芯片的各种电气参数，并开发出将在生产中使用的测试流程。
（二）生产测试 当数字电路的设计方案通过了验证测试，进入量产阶段之后，将利用前一阶段调试好的流程进行生产测试。生产测试的目的就是要明确地做出被测数字电路是否通过测试的决定。因为每块数字电路都要进行生产测试，所以降低测试成本是这一阶段的首要问题。因此，生产测试所使用的测试输入数（测试集）要尽可能的小，同时还必须有足够高的故障覆盖率。
（三）老化测试 每一块通过了生产测试的数字电路并不完全相同，其中有一些可能还有这样或那样的问题，只是我们暂时还没有发现，最典型的情况就是同一型号数字电路的使用寿命大不相同。老化测试为了保证产品的可靠性，通过调高供电电压、延长测试时间、提高运行环境温度等方式，将不合格的数字电路筛选出来。
（四）接受测试 当数字电路送到用户手中后，用户将进行再一次的测试。如系统集成商在组装系统之前，会对买回来的数字电路和其它各个部件进行测试。只有确认无误后，才能把它们装入系统。
五、数字电路测试的设计
集成电路芯片的封装技术已历经了好几代的变迁，技术指标一代比一代先进，如芯片面积与封装面积越来越接近，适用频率越来越高，耐温性能越来越好，引脚数增多，引脚节距减小，可靠性提高，更加方便等等。芯片封装形式很多，但就其与PCB的安装方式来看主要有以下两类封装：通孔式封装和表面贴装式封装。
通孔式封装，是Ic的引脚通过穿孔电路板，在板的背后焊接。主要包括双列直插式封装(DIP)和针栅阵列封装(PGA)。较受欢迎的表面贴装式封装，是将芯片载体(封装)直接焊接在PCB上的封装。包括：小外形封装SOP：四方扁平封装QFP；塑料引线芯片载体封装PLCC：无引线陶瓷芯片载体封装LCC：球栅阵列封装BGA、芯片级封装CSP等。
老化测试插座的结构
无论是通孔式封装还是表面贴装式封装，生产制造过程中的老化测试都是一个重要环节，所以老化测试插座是随着集成电路的发展而发展的。老化测试插座的结构是根据集成电路封装结构的不同而设计的。其命名与集成电路封装形式一致。因此，为了顺应集成电路的飞速发展，一般而言，有什么样的封装形式就有什么样的老化测试插座。并且由于集成电路封装节距小、密度大，所以给老化测试插座的设计与制造带来了很大的难度。下面对老化测试插座的结构作简单介绍。
通孔式封装老化测试插座
单、双列直插式封装老化测试插座
单、双列直插式封装的I／O接脚是从封装的对边伸延出来的，然后弯曲(见图1)。双列直插式封装有塑料PDIP和陶瓷CDIP两种，中心距为2.54mm或1.778mm，一般是8～64接脚，而塑料封装DIP的接脚数目通常可以多至68。因为压模和引线框的关系，令制造尺寸更大的DIP有困难，导致接脚数目局限在68以内。由于DIP接脚数目比较少，最多为68，所以DIP老化测试插座一般采用低插拔力片簧式结构(见图2)，此结构由接触件和绝缘安装板组成。接触件采用片簧式结构使封装引线，与片簧式接触件双面接触、耐磨损，并易于插拔。
虽然国内外大多数Ic生产厂家在对DIP进行老化测试时采用上述的片簧式结构，也有少数的Ic生产厂家采用手柄式老化测试插座，这种插座是零插拔力结构，设计制造难度比较大，价格也比较高，所以也有少数Ic生产厂家使用圆孔式结构(见图3)，即装机用DIP插座，因装机用DIP插座插拔力小，接触可靠，并且价格很便宜。
针栅阵列封装(PGA)封装老化测试插座
PGA是通孔封装中的一种流行封装，它是一个多层的芯片载体封装，外形通常是正方形的，这类封装底部焊有接脚，通常用在接脚数目超过68的超大规模IC(VLSI)上。当需要高接脚数目或低热阻时，PGA是DIP的最佳取代封装方式。PGA封装的外形见图4。
PPGA为塑料针栅阵列封装，CPGA为陶瓷针栅阵列封装其节距为2.54mm。而FPGA为窄节距PGA，目前接脚节距为0.80mm、0.65mm的FPGA为主流。目前国内常用的PGA封装接脚数目从100(10×10)到441(21×21)或更多。
对于接脚数目少于100线的PGA封装进行老化测试时，国内有一小部分生产厂家采用性价比较好、插拔力较小的圆孔插入式插座(见图5)。而对于超过接脚数目100的，则要使用零插拔力老化测试插座。
PGA零插拔力老化测试插座的结构形式(见图6)。使用时把这种插座的手柄轻轻抬起，PGA就可以很容易、轻松地插入插座中，然后将手柄水平放置到原处，利用插座本身的特殊结构生成的挤压力，将PGA的接脚与插座牢牢地接触，绝对不存在接触不良的问题，而拆卸PGA芯片只需将插座的手柄轻轻抬起、则压力解除，PGA芯片既可轻松取出。由于PGA零插拔力插座使用方便，接触可靠，也常用于装机。例如，计算机主机中的CPU就使用的是PGA零插拔力插座。
表面贴装式封装老化测试插座
表面贴装式封装形式
QFP四方扁平封装适用于高频和多接脚器件，四边都有细小的
“L”字引线(见图7)。小外形封装(SOP)的引线与QFP方式基本相同。唯一区别是QPP一般为正方形、四边都有引线,而SOP则是两对边有引线，见图8。
QFP在电路板的占位比DIP节省一倍。外形可以是正方形或长方形，引线节距为1，27mm、lmm、0.8mm、0.65mm和0.5mm，引线数目由20-240。而SOP的引线节距最大为1.27 mm，最小为0.5mm，比DIP要小很多。到了20世纪80年代，出现的内存第二代封装技术以TSOP为代表，它很快为业界所普遍采用，到目前为止还保持着内存封装的主流地位。
LCC系列封装是无引线封装，其引线是采用特殊的工艺手段附着在陶瓷底板上的镀金片，节距为1.27 mm，常见芯数为18、20、24、28、68等。封装形式见图9。
塑料有引线芯片载体(PLCC／JLCC)是TI于1980年代初期开发的，是代替无引线芯片载体的一个低成本封装方式。PLCC是T形弯曲
(T―bend)的，那是说这封装的接脚向内弯曲成“I”的形状，所以有些厂家也NqJLCC或QYJ.(见图10)。PLCC的优点是占的安装位置更小，而且接脚受封装保护。PLCC通常是，正方形或长方形，四边都有接脚，节距为1.27 mm或0.65mm。引线数常见的有18、20、22、28、32、44、52、68、84。
J形引线小外形封装(sOJ)的对边伸延出来的，然后弯曲成“T”形(见图11)，引线形状与PLCC相同，不过PLCC的引线分布在四边，其引线节距为1.27mm，常用芯数为16、20、24、26、28、32、34、40、44(节距为0.80)。
随着集成运算放大器参数测试仪(以下简称运放测试仪)在国防军工和民用领域的广泛应用，其质量问题显得尤为重要。传统的运放测试仪校准方案已不能满足国防军工的要求，运放测试仪的校准问题面临严峻的挑战。因此，如何规范和提高运放测试仪的测试精度，保证军用运放器件的准确性是目前应该解决的关键问题。
目前，国内外运放测试仪(或者模拟器件测试系统)主要存在以下几种校准方案：校准板法、标准样片法和标准参数模拟法。各校准方案校准项目、优缺点和相关情况的比较如表1所示。
比较以上三种方案可知，前两种方法只是校准仪器内部使用的PMU单元、电流源、电压源等，并不涉及到仪器本身闭环测试电路部分，局限性很大，很难保证运放测试仪的集成运放器件参数测试精度。而标准参数模拟法直接面向测试夹具，其校准方法具有一定可行性，只是在校准精度、通用性、测试自动化程度等方面需要进一步的研究。因此，通过对标准参数模拟法加以改进，对运放测试仪进行校准，开发出集成运放参数测试仪校准装置，在参数精度和校准范围上，能满足国内大多数运放测试仪，在通用性上，能够校准使用“闭环测试原理”的仪器。
系统性能要求
本课题的主要任务是通过研究国内外运放测试仪的校准方法，改进实用性较强的标准参数模拟法，用指标更高的参数标准来校准运放测试仪，实现运放测试仪的自动化校准以及校准原始记录、校准证书的自动生成等。
表2为本课题中研制的集成运放参数测试仪校准装置与市场上典型运放测试仪的技术指标比较情况。从表2可以看出，校准装置技术指标可以校准市场上的典型运放测试仪。
校准装置的硬件设计方案
校准方案覆盖了市场上运放测试仪给出的大部分参数，其中包括输入失调电压、输入失调电流、输入偏置电流等10个参数。通过研究集成运放参数“闭环测试原理”可知：有的参数校准要用到“闭环测试回路”，有的直接接上相应的标准仪器进行测量即可实现对仪器的校准。对于用到“闭环测试回路”的几个参数而言，主要通过补偿电源装置和模拟电源装置来校准。运放测试仪总体校准方案如图1所示。
1 校准电路设计
输入失调电压V的定义为使输出电压为零(或者规定值)时，两输入端所加的直流补偿电压。集成运放可模拟等效为输入端有一电压存在的理想集成运算放大器，校准原理如图2所示。通过调节补偿电源装置给输入一个与V。电压等量相反的电压V输入就可等效为V=V1+V=0，则被测集成运放与接口电路等效为一输入失调电压为零的理想运算放大器。然后，调节模拟电源装置，给定模拟标准运放输入失调电压参数值。通过数字多用表读数与被校运放测试仪测试值比较，计算出误差值，完成V参数校准。
2 单片机控制电路设计
单片机采用AT89S51，这是一个低功耗、高性能CMOS 8位单片机，片内含可反复擦写1000次的4KB ISP(In-system programmable)Flash ROM。其采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-5 1指令系统及80C51引脚结构，集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元。
本设计中，采用单片机控制信号继电器来实现电路测试状态转换，信号继电器选用的是HKE公司的HRS2H-S-DC5V，能够快速完成测试状态的转换，只需单片机5V供电电源即可，便于完成参数的校准。此外，继电器跳变由PNP三极管$8550来驱动完成。
3 液晶显示电路设计
智能彩色液晶显示器VK56B是上海广电集团北京分公司的产品，具有体积小、功耗低、无辅射、寿命长、超薄、防振及防爆等特点。该LCD采用工业级的CPU，机内配置有二级字库，可通过串口或三态数据总线并口接收控制命令数据，并自行对接收的命令和数据进行处理，以实时显示用户所要显示的各种曲线、图形和中西文字体。AT89S5 1与智能化液晶VK56B的接口电路如图3所示。单片机与LED采用并行通信设计，LCD自身具有一个三态数据总线并口(并口为CMOS电平)，可以同主机进行通信。它外部有12条线同单片机相连，即DO-D7、WRCS、BUSY、INT和GND。其中，WRCS为片选信号和写信号的逻辑或非，上升沿有效，BUSY信号为高(CMOS电平)表示忙，INT为中断申请信号，低电平有效。
集成运放参数测试仪校准装置软件设计
软件部分包括上位机软件和下位机软件设计。上位机软件完成PC与单片机的通信以及校准数据处理等工作；下位机软件即单片机源程序。本设计使用Keil C完成测试状态的转换、与上位机串行通信以及测试参数的实时显示等。
1 上位机软件设计
上位机软件主要分为三部分：参数设置部分主要完成被校运放测试仪信息录入，校准部分完成各参数的校准，数据处理部分完成校准证书及原始记录的自动化报表。上位机软件主对话框如图4所示。“参数设置”部分主要完成被校运放测试仪的资料录入；“校准”部分主要通过下位机配合完成输入失调电压、输入失调电流等10个参数的校准过程；“生成校准证书”、“生成原始记录”、“预览校准证书”、“预览原始记录”主要实现校准数据的自动化处理。
2 下位机软件设计
下位机软件主要通过Keil C进行编写，通过下位机软件完成校准参数的动态显示以及测试状态的转换等。其包括两个部分，一部分是ST7920液晶驱动程序，另外一部分是单片机串口通信程序。这里简要介绍一下VK56B液晶驱动程序的编写。图5是LCD的时序图。其中，TW为WRCS信号的脉冲宽度，TSU为数据建立时间，TH为数据保持时间。这些参数的具体要求为：TW不小于16ns，TSU不小于12ns，T大于0ns，TH不小于5ns，TI不小于2us。
校准装开发过程中需要注意的一些问题
接口电路的器件由高分辨率、高稳定、低纹波系数电源供电，接口电路的器件偏置电源采用电池供电。
校准接口电路单元中的标准电阻采用温度系数小且准确度优于0.02％的标准电阻，然后再经加电老化进行筛选。
校准接口电路单元的辅助电路和补偿网络的制作关键是不能引入会对被校仪器产生噪声，自激振荡等的影响量。在电路板制作中，注意布线、元件排序、良好接地以及箱体的电磁屏蔽。
为保证标准参数标准不确定度，将购置国外不同型号符合要求的器件进行严格筛选作为验证用标准样片，并利用标准样片与国内性能和稳定性好的进口、国产测量(器具)系统进行比对验证。
测试用辅助样管，一定要满足表的指标规定(选用表3中输入失调电压、输入失调电流、输入偏置电流等参数允许值的辅助样片校准被检运放测试仪)，否则将造成测量结果的不准确。
中图分类号：G642.423 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2015）01-0024-02
1 辅助装备集成工具车项目的目的和意义
在比赛过程中，选手常常会遇到一些问题，比如：1）轮胎等很重的物品无法快速搬运，用老的笨重的方法，无法实现快速更换;2）工具多且较重，常常丢失找不到;3）赛场上，队员之间联系困难，需要保持随时沟通联络;4）多种用电设备，保证供电也是个问题。
基于此，北京理工大学学生机械创新实践中心有了做一个集成工具车的构想，其应具备以下功能：无线电联络（team radio），设置小功率发射基站，实现单工集群通讯，构建指挥和通讯平台;快速卸胎，参考国外类似工具，实现同时卸除多个螺母的功能;应急供电平台，多个电瓶组成电瓶组，以提升输出功率，通过高效正弦波逆变器提供稳定的220伏电压，并通过电压转换模块提供多组USB 5伏输出，必要时可以改为连续可调输出;设置车载工具箱，随时提供必备应急工具。
机械创新实践中心内现常驻三个创新团体，分别是方程式赛车工作室、智能车俱乐部和节能车俱乐部，目的是通过实践和参加汽车类创新比赛，提高学生的综合素质。他们在各种国内外比赛中取得优异成绩。
北京理工大学方程式赛车工作室，是其中成绩最优秀的。在汽车类科技创新比赛中，先后在第一届、第二届中国大学生方程式大赛中获得冠军;其后分别赴日本、德国参加比赛，并取得优秀成绩，创造出中国高校参赛同级别比赛的最好记录。2012年汽油机赛车排名位列世界600余所高校的88名，是唯一进入世界前100名的中国车队。
北京理工大学智能车队参与了全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛历次比赛，在前八届比赛中，多次获得各组别的华北赛奖项和全国赛奖项，竞赛水平位居全国高校前列。基于车辆比赛及测试的辅助装备集成工具项目的实现，将会帮助北京理工大学方程式赛车工作室创下更加优异的成绩。
2 辅助装备集成工具车项目的特色与创新点
其最大特点就是，将比赛过程中常用维修维护功能集成起来在一起，以提升工作效率。其实用性，在于集成多种功能，这需要进行多次反复的实验，进行调整和改进。其新颖性，在于以最优化的组合和最人性化的设计，专门针对方程式赛车的研究和维修，可以是独一无二的。工具车造型现代，集成车队技术工作、工作指挥平台、储存零部件和运送大型装备等功能，节省人力物力，并且占用空间少，是一个很实用的产品。而且在汽车类创新比赛中，北京理工大学是较早开始研发多功能工具车的。
3 辅助装备集成工具车研究内容、进度计划和研究方法
辅助装备集成工具车的研究内容
车辆基体原理：底盘部分采用五轮结构：四个万向轮;车底部中间安装第五个轮，为主动轮，负责辅助动力传输。制动为自行车碟刹动力传动采用带减速器的同步电机，具有可调速功能。
无线通讯原理：以中功率对讲机为基础，安装小型对讲基站，选择相同频段，给赛车和队员都配备发射接收装置，实现车队内部无缝沟通。
电动与电路设计：通过电瓶提供能源，用逆变器调节电压，通过传动装置实现车体运动，使用同步电机来限定转速。逆变器能提供220伏输出，供给电脑灯设备工作，也可给其他设备充电。
快速卸胎装置：参考国外类似工具的原理，计算扭矩，运用轮系设计改装电钻，使其达到同时卸除多个螺母的目的。
工具储存：在满足上述要求后，优化小车结构设计，充分利用空间，使随赛车的工具盒标准件能在工具车上有更人性化的储存空间和相应归类。
辅助装备集成工具车的研究计划
第一阶段：2012年9月―2013年11月，对工具车车身、结构进行设计，对方案进行修改，每周二下午组内成员进行讨论以及分工进行三维建模。
第二阶段：2012年11月―2013年1月，布置学生通过走访五金市场、网上搜索、组内头脑风暴等，对设计进行创意分析，并得出调研报告和修改纸质方案;布局构建，将多功能所需工具或部件合理设计并分布到三维模型上。
第三阶段：2013年1―4月，设计传动系统，研究“换胎枪”和无线通讯设备的原理以及对电机电瓶的有关知识的掌握，并对计划进行一定调整;对设计进行一定程度的修改。根据各学生特点，对他们做了分工：陈智舟负责无线电设备原理的研究，叶剑辉负责“换胎枪”的设计，李益民负责传动系统设计，许尧负责电机，李诗音负责电瓶。最后得出设计或研究报告。同时，建议他们进行深入调研，走访宜家、朝龙五金等大型市场，对布局和多功能整合性、加工难易程度进行调研，通过及时的调研结论，修改、整合设计，得出最终设计方案。
第四阶段：2013年5―6月，将车的整体加工组装，分为车架加工、车身加工、结构部件填充和最终组装四大部分;同时对一些细小的地方进行小修改;车的整体加工完成。
第五阶段：2013年6月―2014年6月中旬，对科创项目进行实验，分析并解决存在问题，进行总结。
车架的三维模型如图1所示。
辅助装备集成工具车的研究方法
首先，要求对现有工具车调研后，通过SolidWorks建立模型进行车体的大致钢架结构设计，对ANSYS车体进行力学结构分析，选取材料，使其承载极限达到100 kg，同时保证车体结构的稳定性，在一些紧急情况下，可以运载轮胎等重物。整车布局如图2所示。
第二，通过前期网络创意收集和反复研讨，修改钢架设计，使其兼具加工简易性、经济性，并符合美学原理。
第三，重新建立三维模型，将多功能的各部分分部先置于车上，并根据使用情况调整结构布局。
第四，经过对家居市场调研，通过整合设计，修改部件和布局，让车辆的结构设置兼备美学与简易多功能的特点。工具车最终模型如图3所示。
4 辅助装备集成工具车的最终成果及验收指标
通过一系列实验研究和改进，最终实现：
1）制作出一台多功能工具车，可以实现快速换胎、具有组成团体内的移动小型通讯功能、对移动设备进行充电、提供交流直流电源、实现常用工具的储存;
2）培养三名学生，使之能够熟练使用SolidWorks和ANSYS进行三维机械设计，将所学的知识应用于实践，培养学生的独立思考和熟练的实际操作能力。
中图分类号:TN431文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)20-0035-02
在数字电路实验室,集成块是常见的,由于它的体积较小,性能的好坏很难判断。因此,这里提出运用了单片机原理、C语言、通信原理、低频电路、数字电路等基本知识,设计了一台基于PC机的数字集成电路通用测试仪。这里主要探讨硬件电路构思与设计。
该测试仪主要是运用单片机的接口与显示程序和C语言的串行通讯程序来测试14管脚、16管脚的74Ls系列的集成块好坏。主要用到单片机CPU集成块89C51、驱动器集成块164、通信集成块232。该测试仪运用发光二极管实测灯与标准灯的发光情况相比较,来判断其好坏。该方法简单方便,是实验室不可缺少的工具之一。
一、想法的来源
一块小小的集成块,如何才能判断它的好坏呢?当然,有一些集成块在工作时是可以用万用表测量其管脚电压来判断它的好坏,但是比较麻烦。
“数字集成电路通用测试仪”,目的是能够简单而且方便地测试集成块的好坏。它主要是运用单片机的汇编语言和C语言来编程,还要用到通信原理、数字电路等知识。
该测试仪可以单拍测试,也可以连续测试,通过串行通讯送过来的数据,用发光二极管的发光情况来判断。用实测灯(绿色二极管)与标准灯(红色二极管)的亮暗来比较,如果两者发光情况一致,则表示通过,说明集成块是好的;如果不一致,则表示通不过,说明有管脚坏了。
有了这种测试仪,我们可以很方便地判断集成块的好坏,减少了实验室人员的工作量,具有很强的实用性。
二、总体设计
(一)技术指标
1.测试管脚数≤16PIN;
2.测试速度
3.测试品种可任意更换。
(二)技术要求
1.能对各种数字集成电路进行功能测试。
2.可连续测试,连续测试时,每按一次按钮,可全部测完,发光二极管上给出合格(失败)判断,并将测试结果在PC机上显示。
3.也可单拍测试,单拍测试时,每按一次按钮,进行一个节拍的测试并在显示器显示节拍号。
4.通过键盘操作,可将盘上的品种程序调入测试仪,测试结果通过串口回送PC机,PC机在屏幕上能显示合格管脚图形及实测管脚图形。
(三)硬件设计
对于生活在现代科技发达的社会技术人员来说,软件已经成为一种时尚,有了软件,提高了现代人生存的速度,但是,有些软件的应用必须在硬件的基础上才能够使用。对硬件电路的设计不但要熟练掌握低频电路原理、高频电路原理、数字电路原理、还得熟练掌握电子设计自动化(EDA)的技术。
(四)软件设计
软件设计和硬件设计必须结合进行。在本次课题设计中,主要是运用LCAW软件和C语言进行编程,用PROTEL软件画原理图。
基于PC机的数字集成电路通用测试仪设计时所用到的元件比较多,设计时必须根据原理图仔细安装,熟练掌握有关软件的使用,并且特别要注意软、硬件的结合使用。
三、硬件电路的设计
如一般的计算机系统一样,单片机的应用系统由硬件和软件所组成。硬件由单片机、扩展的存储器、输入/输出设备等硬部件组成的机器,软件是各种工作程序的总称。硬件和软件只有紧密结合、协调一致,才能组成高性能的单片机应用系统。在系统的研制过程中,软硬件的功能总是不断地调整,以便于相互适应。硬件设计的任务是根据总体设计要求,在所选择的机型的基础上,具体确定系统中所要使用的元器件,设计出系统的电路原理图,必要时做一些部件实验,以验证电路图的正确性,以及工艺加工的设计加工、印制板的制作、样机的组装。
(一)硬件设计要点
一个设计确定后,经过详细调研,可能产生多种设计方案,在众多的设计方案中怎样选择?为使硬件设计尽可能合理,应重点考虑以下几点:
1.尽可能选择功能强的芯片,以简化电路。
2.留有余地。在设计硬件电路时,要考虑到将来修改、扩展的方便。ROM空间、RAM空间、I/O端口,在样机研制出来后进行现场试用时,往往会发现一些被忽略的问题,而这些问题是不能单靠软件措施来解决的。如有些新的信号需要采集,就必须增加输入检测端,有些物理量需要控制,就必须增加输出端。如果在硬件设计之初就多设计出一些I/O端口,这个问题就会迎刃而解;A/D和D/A通道和I/O端口同样的原因留出一些A/D和D/A通道,将来可能会解决大问题。
3.以软代硬。单片机和数字电路本质的区别就是它具有软件系统。很多硬件电路能做到的,软件也能做到。原则上,只要软件能做到的就不用硬件。硬件多了不但增加成本,而且系统故障率也提高了。以软代硬的实质是以时间代空间,软件执行过程需要消耗时间,因此,这种代替带来的不足就是实时性下降,在实时性不高的场合,以软代硬是很合算的。
4.工艺设计。包括机箱、面板、配线、接插件等。必须考虑到安装、调试、维修的方便。另外,硬件抗干扰措施也必须在硬件设计时一并考虑进去。
(二)所用芯片介绍
硬件设计的步骤中的第一步就是查找可能涉及的芯片的资料。这是一步非常重要的步骤。它是硬件电路设计正确性和可靠性的基础。
1.89C51芯片的简介。AT89C51是一种低功耗、高性能内含4K字节闪电存储(Flash memory)的8位CMOS微控制器。片内闪电存储器的程序代码或数据可在线写入,亦可通过常规的编程器编程。AT89C51芯片内部具有下列硬件资源:4K字节闪电存储器,128字节RAM ,32条I/O线,两个16位定时/计数器,五源两级中断结构,全双工串行口,片内震荡器及时钟电路等。AT89C51片内含三个封锁位,若封锁位LB1已被编程,则EA引脚上的逻辑电平在芯片复位时被采样并锁存。但如果该器件上电时无复位,那么相应锁存器便被初始化为随机值,此值将保持到复位时止。片内闪电存储器的编程,AT89C51片内存储器售后通常处于擦除状态,即每一地址单元内容均为FFH,人们随时可对其编程,编程电压有高压12V的,也有低压5V的低压编程方式为在用户系统内对AT89C51进行编程提供了方便;而高压编程方式则与常规的闪电存储器或EPROM编程器相兼容。
2.RS-232芯片的简介。RS-232是美国电气工业协会推广使用的一种串行通信总线标准,是DCE(数据通信设备,如微机)和DTE(数据终端设备,如CRT)间传输串行数据的总线。TC232内部有两个发送器和两个接受器,还有一个电源变换器,是一种廉价RS232电平转换器, RS232C虽共有25根信号线,但在近程通信不需要调制解调器的情况下,一般只用少量信号线。若采用直接通信,则通常只用TXD和RXD及地信号线。
3.164芯片的简介。方式0是外接移位寄存器的工作方式,用以扩展I/O接口。输出时将发送数据缓冲器中的内容串行地址到外部的移位寄存器,输入时将外部移位寄存器内容移入内部的移位寄存器,然后写入内部的接受数据缓冲器。在以方式0工作时,数据由RXD串行地输入/输出,TXD输出移位脉冲,使外部的移位寄存器移位。方式0输出时,串行口上外接74LS164串行输入并行输出移位寄存器的接口。TXD端输出的移位脉冲将RXD端输出的数据移入74LS164。CPU发送数据缓冲器SPUF写入一个数据,就启动串行口发送,对SBUF的写信号在S6P2时把1写入输出移位寄存器的第9位,并使发送控制电路开始发送。内部的定时逻辑在对SBUF写和SEND被激活(高电平)之间有一个完整的机器周期。在SEND有效时,输出移位寄存器中输出位内容送RXD端输出,移位脉冲由TXD端输出,它使RXD端的输出数据移入到外部的移位寄存器。
(三)硬件电路的设计
硬件电路的设计如下图所示:
参考文献
[1]张友德,赵志英,涂时亮.单片微型机原理/应用与实验[M].上海:复旦大学出版社,1996.
中图分类号： TN964?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2014）06?0122?03
Analysis of IC test principle and vector generation method
集成电路测试（IC测试）主要的目的是将合格的芯片与不合格的芯片区分开，保证产品的质量与可靠性。随着集成电路的飞速发展，其规模越来越大，对电路的质量与可靠性要求进一步提高，集成电路的测试方法也变得越来越困难。因此，研究和发展IC测试，有着重要的意义。而测试向量作为IC测试中的重要部分，研究其生成方法也日渐重要。
1 IC测试
1.1 IC测试原理
IC测试是指依据被测器件（DUT）特点和功能，给DUT提供测试激励（X），通过测量DUT输出响应（Y）与期望输出做比较，从而判断DUT是否符合格。图1所示为IC测试的基本原理模型。
根据器件类型，IC测试可以分为数字电路测试、模拟电路测试和混合电路测试。数字电路测试是IC测试的基础，除少数纯模拟IC如运算放大器、电压比较器、模拟开关等之外，现代电子系统中使用的大部分IC都包含有数字信号。
数字IC测试一般有直流测试、交流测试和功能测试。
1.2 功能测试
功能测试用于验证IC是否能完成设计所预期的工作或功能。功能测试是数字电路测试的根本，它模拟IC的实际工作状态，输入一系列有序或随机组合的测试图形，以电路规定的速率作用于被测器件，再在电路输出端检测输出信号是否与预期图形数据相符，以此判别电路功能是否正常。其关注的重点是图形产生的速率、边沿定时控制、输入/输出控制及屏蔽选择等[1]。
功能测试分静态功能测试和动态功能测试。静态功能测试一般是按真值表的方法，发现固定型（Stuck?at）故障[2]。动态功能测试则以接近电路工作频率的速度进行测试，其目的是在接近或高于器件实际工作频率的情况下，验证器件的功能和性能。
功能测试一般在ATE（Automatic Test Equipment）上进行，ATE测试可以根据器件在设计阶段的模拟仿真波形，提供具有复杂时序的测试激励，并对器件的输出进行实时的采样、比较和判断。
1.3 交流参数测试
交流（AC）参数测试是以时间为单位验证与时间相关的参数，实际上是对电路工作时的时间关系进行测量，测量诸如工作频率、输入信号输出信号随时间的变化关系等。常见的测量参数有上升和下降时间、传输延迟、建立和保持时间以及存储时间等。交流参数最关注的是最大测试速率和重复性能，然后为准确度。
1.4 直流参数测试
直流测试是基于欧姆定律的，用来确定器件参数的稳态测试方法。它是以电压或电流的形式验证电气参数。直流参数测试包括：接触测试、漏电流测试、转换电平测试、输出电平测试、电源消耗测试等。
直流测试常用的测试方法有加压测流（FVMI）和加流测压（FIMV）[3]，测试时主要考虑测试准确度和测试效率。通过直流测试可以判明电路的质量。如通过接触测试判别IC引脚的开路/短路情况、通过漏电测试可以从某方面反映电路的工艺质量、通过转换电平测试验证电路的驱动能力和抗噪声能力。
直流测试是IC测试的基础，是检测电路性能和可靠性的基本判别手段。
1.5 ATE测试平台
ATE（Automatic Test Equipment）是自动测试设备，它是一个集成电路测试系统，用来进行IC测试。一般包括计算机和软件系统、系统总线控制系统、图形存储器、图形控制器、定时发生器、精密测量单元（PMU）、可编程电源和测试台等。
系统控制总线提供测试系统与计算机接口卡的连接。图形控制器用来控制测试图形的顺序流向，是数字测试系统的CPU。它可以提供DUT所需电源、图形、周期和时序、驱动电平等信息。
2 测试向量及其生成
测试向量（Test Vector）的一个基本定义是：测试向量是每个时钟周期应用于器件管脚的用于测试或者操作的逻辑1和逻辑0数据。这一定义听起来似乎很简单，但在真实应用中则复杂得多。因为逻辑1和逻辑0是由带定时特性和电平特性的波形代表的，与波形形状、脉冲宽度、脉冲边缘或斜率以及上升沿和下降沿的位置都有关系。
2.1 ATE测试向量
在ATE语言中，其测试向量包含了输入激励和预期存储响应，通过把两者结合形成ATE的测试图形。这些图形在ATE中是通过系统时钟上升和下降沿、器件管脚对建立时间和保持时间的要求和一定的格式化方式来表示的。格式化方式一般有RZ（归零）、RO（归1）、NRZ（非归零）和NRZI（非归零反）等[4]。
图2为RZ和R1格式化波形，图3为NRZ和NRZI格式化波形。
RZ数据格式，在系统时钟的起始时间T0，RZ测试波形保持为“0”，如果在该时钟周期图形存储器输出图形数据为“1”，则在该周期的时钟周期期间，RZ测试波形由“0”变换到“1”，时钟结束时，RZ测试波形回到“0”。若该时钟周期图形存储器输出图形数据为“0”，则RZ测试波形一直保持为“0”，在时钟信号周期内不再发生变化。归“1”格式（R1）与RZ相反。
非归“0”（NRZ）数据格式，在系统时钟起始时间T0，NRZ测试波形保持T0前的波形，根据本时钟周期图形文件存储的图形数据在时钟的信号沿变化。即若图形文件存储数据为“1”，那么在相应时钟边沿，波形则变化为“1”。NRZI波形是NRZ波形的反相。
在ATE中，通过测试程序对时钟周期、时钟前沿、时钟后沿和采样时间的定义，结合图形文件中存储的数据，形成实际测试时所需的测试向量。
ATE测试向量与EDA设计仿真向量不同，而且不同的ATE，其向量格式也不尽相同。以JC?3165型ATE为例，其向量格式如图4所示。
ATE向量信息以一定格式的文件保存，JC?3165向量文件为 *.MDC文件。在ATE测试中，需将*.MDC文件通过图形文件编译器，编译成测试程序可识别的*.MPD文件。在测试程序中，通过装载图形命令装载到程序中。
图4 ATE测试向量格式
2.2 ATE测试向量的生成
对简单的集成电路，如门电路，其ATE测试向量一般可以按照ATE向量格式手工完成。而对于一些集成度高，功能复杂的IC，其向量数据庞大，一般不可能依据其逻辑关系直接写出所需测试向量，因此，有必要探寻一种方便可行的方法，完成ATE向量的生成。
在IC设计制造产业中，设计、验证和仿真是不可分离的。其ATE测试向量生成的一种方法是，从基于EDA工具的仿真向量（包含输入信号和期望的输出），经过优化和转换，形成ATE格式的测试向量。
依此，可以建立一种向量生成方法。利用EDA工具建立器件模型，通过建立一个Test bench仿真验证平台，对其提供测试激励，进行仿真，验证仿真结果，将输入激励和输出响应存储，按照ATE向量格式，生成ATE向量文件。其原理如图5所示。
2.3 测试平台的建立
（1） DUT模型的建立
① 164245模型：在Modelsim工具下用Verilog HDL语言[5]，建立164245模型。164245是一个双8位双向电平转换器，有4个输入控制端：1DIR，1OE，2DIR，2OE；4组8位双向端口：② 缓冲器模型：建立一个8位缓冲器模型，用来做Test bench与164245之间的数据缓冲，通过在Test bench总调用缓冲器模块，解决Test bench与164245模型之间的数据输入问题。
（2） Test bench的建立
依据器件功能，建立Test bench平台，用来输入仿真向量。
通过Test bench 提供测试激励，经过缓冲区接口送入DUT，观察DUT输出响应，如果满足器件功能要求，则存储数据，经过处理按照ATE图形文件格式产生*.MDC文件；若输出响应有误，则返回Test bench 和DUT模型进行修正。其原理框图可表示如图6所示。
（3） 仿真和验证
通过Test bench 给予相应的测试激励进行仿真，得到预期的结果，实现了器件功能仿真，并获得了测试图形。图7和图8为部分仿真结果。
在JC?3165的*.MDC图形文件中，对输入引脚，用“1”和“0”表示高低电平；对输出引脚，用“H”和“L”表示高低电平；“X”则表示不关心状态。由于在仿真时，输出也是“0”和“1”，因此在验证结果正确后，对输出结果进行了处理，分别将“0”和“1”转换为“L”和“H”，然后放到存储其中，最后生成*.MDC图形文件。
3 结 论
本文在Modelsim环境下，通过Verilog HDL语言建立一个器件模型，搭建一个验证仿真平台，对164245进行了仿真，验证了164245的功能，同时得到了ATE所需的图形文件，实现了预期所要完成的任务。
随着集成电路的发展，芯片设计水平的不断提高，功能越来越复杂，测试图形文件也将相当复杂且巨大，编写出全面、有效，且基本覆盖芯片大多数功能的测试图形文件逐渐成为一种挑战，在ATE上实现测试图形自动生成已不可能。因此，有必要寻找一种能在EDA工具和ATE测试平台之间的一种灵活通讯的方法。
目前常用的一种方法是，通过提取EDA工具产生的VCD仿真文件中的信息，转换为ATE测试平台所需的测试图形文件[6]，这需要对VCD文件有一定的了解，也是进一步的工作。
参考文献
[1] 陈明亮.数字集成电路自动测试硬件技术研究[D].成都：电子科技大学，2010.
[2] 时万春.现代集成电路测试技术[M].北京：化学工业出版社，2006.
[3] 谭永良，伍广钟，崔华醒，等.自动测试设备加流测压及加压测流的设计[J]电子技术，2011（1）：68?69.
