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硬件测试方法设计


作者:丰日科技 时间:2020-07-15 浏览:128


      任何硬件产品在其开发研制过程中都要进行测试,以此判断产品的功能和性能是否合格。在基于硬系统逻辑测试总的策略的基础上,根据黑盒测试的原理,提出关于硬件系统逻辑设汁的测试模型,并详细分析其中模块,对于硬件系统测试工作其有一定帮助。
 
      硬件系统逻辑的测试也称为仿真,仿真过程是用来验证设计者的设计思想是否正确,以及设计实现过程中各种分布参数引入后,其设计的功能是否依然正确无误。功能仿真(前仿真)是指在一个设计中,在设计实现前对所创建的逻辑进行的验证其功能是否正确的过程。时序仿真(后仿真)是使用布局布线后器件给出的模块和连线的延时信息,在最坏的情况下对电路的行为作出实际的估价。时序仿真使用的仿真器和功能仿真使用的仿真器可以是相同的,所需的流程和激励也是相同的。因而功能仿真和时序仿真的设计过程和操作方法基本相同。对硬件系统逻辑测试总的策略是:先使用黑盒测试方法没汁基本的测试方案,再用白盒方法补充一些必要的测试方案,具体的测试过程还要结合传统的硕件测试理论进行。硬件系统的测试是保证其可靠性的主要手段,是硬件系统开发过程中最艰最繁重的任务。
 
一、硬件系统逻辑设计的测试模型
 
       硬件系统逻辑测试的基本任务是生成测试波形,将测试波形应用于被测逻辑,并分析其输出的正确性。按照这些要求,功能测试是在其接口进行。因此测试模块的基本任务是:产生模拟激励(波形),然后将输入激励加入到测试模块并收集其输出响应,最后将响应输出与期望值进行比较。由于芯片不能独立工作,因此它需要一些外围器件如时钟、存储器件等的支持。测试时,要模拟这些外围器件的功能,这些模拟器件称为支持库。根据黑盒测试的原理,提出关于硬件系统逻辑设计的测试模型,这种模型既可适用在单元测试中,辅以白盒测试找出详细设计的问题,也可适用在集成测试中,找出各模块的接口问题,还可适用在系统测试中,找出系统设计的功能是否符合设计要求。
 
1、被测逻辑模块。
 
该模块是被测试的对象,一般是封装好的一段代码或者IP核。根据它的功能就可以推导出要测试的内容以及预期的结果。被测逻辑的测试内容包括功能测试和性能测试。
 
功能测试:功能测试是整个测试的核心内容,它着重于核实被测试对象能否按计划运行,提供需要的数据或信号。这种测试的目标是核实数据的接受、处理是否止确,以及其时序是否符合要求。此类测试基于黑盒技术,在接口处与被测逻辑进行交互,并对交玩的输出或结果进行分析,以此来核实应用程序及其内部进程。如果测试中发现问题可进一步结合白盒测试方法进行测试。
 
性能测试:性能测试包括对安全性、容量、负载、强度等与时间相关的需求进行评测和评估。性能测试的目标是核实性能需求是否都己满足。1)安全性测试:安个性测试主要包括两个方面:程序级别的安全性和系统级别的安全性。程序级别的安全性是指在单元测试中,确保被测模块只有特定的逻辑组合信号才可以触发特定的功能模块,使程序按照预定的状态机运转。系统级别的安全性是指在集成测试中确保触发系统中各个子模块的接El信号其有唯一性,即实现某种功能的接口信号只能触发并进入特定的子模块。2)容量测试:侧重于核实测试对象对于大量数据的处理能力,以确定是否达到了将使设计逻辑发生故障的极限。容量测试还将确定测试对象在给定时间内能够持续处理的最大负载或工作量。3)负载测试:用于在测试的系统保持不变的情况下,核实和评估系统在不同负载下操作极限的可接受性。
 
强度测试:实施和执行此类测试的目的是找出因资源不足或资源争用而导致的错误。侧重于确保系统在遇到异常条件时按预期方向运行。
 
2、激励产生模块
 
       该模块是产生被测逻辑模块的输入信号。在某些复杂的系统中,该模块还要受到比较模块的控制,根据其反馈信号对测试檄励进行调整。在设计该模块产生的测试激励数据时需要从如下三个方面进行考虑。
 
       深度:表示在测试中所使用数据的容量或数量。宽度:表示测试数据中数据的变化程度,创建更多的记录就可以增加测试数据的深度。范围:表示测试数据与测试目标的相关性,它和测试深度和测试宽度相关。具有许多数据并不意味着其数据一定正确。与处理测试数据的宽度一样,必须确保测试数据和测试目标相关,也就是说,需要有支持特定测试目标的测试数据。
 
3、支持库
 
       测试时所葡要的支持模块,它的作用主要是:模拟产生被测逻辑模块所需要的输入信接收被测逻辑输出的信号以及对这些接收的信号做出响应。实际中可以使用EDA工具软件中自带的标准库,用尸也可以对自己所需要的库元件进行建模。库兀件的建模主要根据系统设计文档或者电路结构。
 
4、预期功能模块
 
       该模块是被测逻辑模块的预期功能,它的作用是提供和实际输出进行比较所需要的数据。这蚱数据拦要根据被测逻辑的设汁文档或功能说明进行设计,没计倾期数据要结合要求设定。如果被测逻辑简单,预期功能可能只体现为几个输入输出波形,这时该模块就可以简化,测试时只需在被测逻辑模块的接口处观察其输入输出波形是否符合要求即可。如果被测逻辑复杂,它的输入输出数据可能需要存放在文件或名数据库中,然后再人工对这些数据进行分析,或者使用其他工具软件对这些数据进行自动分析,从而判断被测逻辑是否实现了某种功能。
 
5、输出比较模块
 
        该模块主要实现将预期功能和实际输出的波形或数据进行比较,判断被测逻辑模块的功能正确与否。进而判断硬件系统逻辑设计是否符合要求。比较时可以采用人工方式逐一核对数据,也可利用计算机实现自动比较。比较的结果可以作为一种反馈信号提供给激励产生模块用于激励的调整。如果实际输出信号和预期功能模块中与之相对应的功能得到验证,就说明浚模块实现了某种功能。当所有模块的功能测试完毕则整个测试也就结束,否则则进入下一次迭代测试。
 
二、硬件系统逻辑测试过程
 
       硬件系统逻辑设计的测试包含功能伤真和时序仿真阶段。在功能仿真阶段中,首先需要对每个程序模块单独进行测试,这项测试称为单兀测试。当每个模块都完成了单元测试之后,测试的下一步工作就是要保证各模块之间的接凵定义和处理的正确性。集成测试就是要将各模块集成起来,检查各模块在一起工作时是否满足系统和程序规范的要求。当集成测试结束之后,下一步就是系统测试阶段。系统测试阶段结束之后,作为开发人员己经确信被测系统运行良好,各项功能和性能符合对系统需求的理解。下一步工仵是实现时序仿真,时序仿真旨在将所做逻辑设计综合到具体的器得中。时序仿真通过之后就可以将设计下载到实际芯片中进行板级调试了。
 
       以上就是我们深圳市丰日科技有限公司为您介绍的硬件系统测试方法。如果您有智能电子产品的软硬件功能开发需求,可以联系咨询我们,我们有丰富的电子产品定制开发经验,可以尽快评估开发周期与IC价格,也可以核算PCBA报价。我们的拥有硬件设计与软件开发能力。涵盖了电路设计、PCB设计、单片机开发、软件定制开发等。还可以承接智能电子产品研发、家用电器方案设计、美容仪器开发、物联网应用开发、智能家居方案设计、儿童玩具方案开发、电子教育产品研发。