测试程序集的设计优化措施

测试程序集（TPS）虽然不属于产品本身测试性设计的内容，但TPS设计结果对实现测试性的外部测试要求有很大影响。考虑到TPS设计主要是由产品研制方负责，因此测试性设计人员了解和掌握TPS的设计内容，并在测试性设计中采取积极的应对措施，是对综合诊断理念的贯彻和体现，对提高诊断效率具有重要作用。

1.TPS的一般要求

1）TPS的组成

应为每一个UUT设计研制TPS，包括一个测试程序、一个或几个接口适配器和一个TPS文件，包括测试程序说明（TPI）和辅助数据资料。其中接口适配器可以多个UUT共用，而测试程序和TPS文件对UUT是唯一的。

2）精度要求

测试精度比（TAR）的定义为：测试UUT需要的激励/测量精确度与由ATE误差引入的激励/测量的精确度之比。例如，如果UUT输出要求的精度是5％，而ATE/TPS测量此参数的精度是0.01％，则TAR是500∶1。

为了保证测试程序相对UUT容差有足够的精确度，以及测试结果的可靠性和可重复性，要求设计的TPS应满足TAR为10∶1的设计目标，最低可接受值为3∶1。当不能达到TAR等于或大于3∶1时，应进行TAR详细分析，提出解决问题和（或）权衡考虑的建议。

当规定的TAR不能满足要求时，在UUT的“测试精度比分析”报告评审之后，应考虑使用比ATE测试精度高的辅助测试设备。

3）安全性

安全性要求是头等重要的，所设计的TPS应对使用者的危害性最小。

测试程序应通过ATE系统的显示或打印输出等方式把危险通报给操作者，报警信息优先于对UUT加电，也优先于可能出现危害的所有测试步骤。进一步，测试程序应使操作者与危险的UUT的接触机会减到最少。实际上，探测高电压时，应先去掉电源，使用带夹子的测试头接触UUT，操作者先离开，恢复供电后再进行测试。

接口适配器在自身设计上应使出现危险的可能性减到最小，并保护使用者不受UUT危害。在适用的地方，接口适配器应有警示图例或符号以及隔绝或防护有危害的UUT。

TPI部分应提供如何安全地进行有危险性测试的详细说明。

2.TPS研制

TPS研制过程如图3-52所示，各阶段内容如下。

1）测试要求分析

测试要求分析是确定每个项目功能（性能）的端-端测试要求和故障隔离测试要求。分析过程的输入是技术状态项目（CI）和UUT的设计资料，包括图纸（原理图、逻辑、元件清单等）、故障数据、性能规范、工作原理、机械和电子接口定义及测试性分析数据。测试要求分析为TPS研制提供基础。

图3-52　TPS研制过程

2）测试程序规范

该阶段首先要制定测试程序规范，从测试用功能流程图开始，直到写出测试文件结束。测试文件包括所有正常通路测试的简要叙述性说明、表示正常通路和不正常通路的流程图（确定所有激励和测量功能区）、所有ATE使用说明书的陈述和测试适配器的具体识别与确定。

在此阶段应识别并确定所有激励、测量、有关计算及其适当的容差；确定所有正常通路测试和调准测试；确定不正常通路及其有关的不适用（应处理）的组件或零件。

在此阶段，可以进行一次包括用户和制造厂人员在内的设计评审，检验测试方法的有效性，回答TPS设计者的问题，建立用于程序确认的UUT故障基本规则。

3）程序设计和生产

在此阶段把功能测试扩展到其相应的详细测试，包括激励和测量技术以生成一个完整的测试程序。

在此阶段，所有的测试用连接适配器制造所需的数据已经知道，所以应制造测试适配器、接口适配器。

对前面生成的详细测试，用合适的高级语言编码，将这些编码输入到操作系统进行汇编。经过编辑并生成与基线测试程序流程图相对应的清单。测试流程、测试适配器说明和此清单的组合形成了测试文件。

4）程序确认(www.xing528.com)

首先，把测试适配器连接到ATE上，在没有连接UUT的情况下执行测试程序，这样做是为验证激励出现在指定的接口点，以便保护UUT。然后把UUT连接到ATE上，执行每个正常通路测试。当正常通路得到完全确认后，把好的UUT接到ATE上以后，强迫测试程序通过每个不正常通路，以便验证编码、操作者互相作用和打印输出。

其次，进行故障注入。这是一种以试验为基础的经验方法，每次把一个故障引入UUT，每引入一个故障就执行程序，确定程序的诊断结果。无论程序正确地隔离了注入的故障还是没有检测到的故障，都应进一步进行分析。故障注入时必须确定注入的故障使一个或多个UUT工作参数超出了规定的容差。

5）程序装置验收与交付

通常按以下步骤进行程序装置验收：

（1）提交给用户一个最终的测试文件，并留有足够的时间，用于评审程序和选择验收测试用的故障。

（2）对好的UUT进行测试，以表明该程序能识别在规定容差内正常工作的UUT。

（3）每次把一个用户代表所选择的故障引入UUT，执行测试程序。

（4）如果故障未被正确地隔离，应修改程序并重新运行。

（5）当验收测试成功完成之后，应将测试记录保存起来并由参试人员作证。

交付的内容应包括验收测试报告、源程序和目标程序、最终测试附件（如适配器、接口适配器等）、最终测试文件等。

3.接口适配器设计

接口适配器是为ATE和UUT之间提供机械与电气连接和信号调节的任何装置。现代工程实践强调把接口适配器作为UUT与ATE之间的接口要求。实际上，如果UUT的测试设备不是ATE，也需要有接口适配器设计，只是其范围和规模比ATE要求的范围小。

接口适配器设计的要求如下：

（1）接口适配器设计应符合电子设备通用设计要求和人机工程设计准则，应使接口适配器的复杂性、所需的调节和校准处理降低到最少。

（2）接口适配器设计应优化，以便能像许多UUT那样借助相同的基本接口，使适配器组件能进行费用有效测试，减少接口适配器的储备要求。

（3）接口适配器电缆应设计成完全可修理的、使用的工具，以及为标准工具或为接口适配器组提供的专用工具。

（4）接口适配器应设计10％的扩展能力，包括导线数、附加功能和（或）分组件等。

（5）每个接口适配器的平均故障间隔时间最小设计预计值为1 000 h。

（6）接口适配器应按照GJB 2547—1995的要求进行测试性设计，提供自动故障检测和故障部件的隔离。另外，希望能以测试典型UUT相同的方式在ATE上进行接口适配器测试，并且不考虑使用测试电缆和短路插头。

（7）接口适配器的所有要素都应有识别标志。

（8）接口适配器必须包含允许测试程序识别它的电路。如果接口适配器不能进行高置信水平电气识别，则应告知操作者进行目视检查鉴别并说明方法。

（9）如果存在危害UUT、接口适配器或ATE的可能性，接口适配器设计应提供安全接通测试保障。这种测试不限于电源线、信号线测试，还必须考虑在ATE能力极限之内。

（10）如有可能，接口适配器应设计为借助相连接的UUT测试程序即可实现自测试。如果由于接口适配器的性能和复杂性，需要使用短路插头和（或）测试电缆，则将接口适配器作为典型的UUT对待。

（11）接口适配器在设计上应提供修理和查找故障的入口通路，需要时还应提供测试点，以便保证接口适配器的维修性和（或）测试性要求。

（12）当BIT/BITE是保证接口适配器维修性和测试性最适当的方法时，BIT/BITE应当作为接口适配器设计的组成部分。

（13）每个接口适配器应足够小，以便利用ATE在物理上支撑接口适配器和UUT，接口适配器（包括电缆）固定到ATE上的部分质量不超过40磅（18.144 kg）；除接口适配器之外，当UUT需要安装夹具时，安装夹具应作为TPS的一部分来提供。