关键字：感烟探测器测试集成化
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。
在如何控制减光装置执行及复位的问题上，笔者认为可以在探测器内部集成红外接收装置，测试现场可以采用红外线远程遥控控制的方式，大大减少走动测试的时间，同时在火灾报警控制器内部增加测试模式和接口，使其能够在消防控制室火灾报警控制器控制面板或图形显示装置上就能够控制每一个感烟探测器内部减光装置的执行，达到测试的目的。
关键词：集成电路；测试；PMU Device Characterization
中图分类号：TP311.52 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 (2012) 10-0033-01
一、测试系统的基本介绍
传统的集成电路的测试以SOC技术为主，SOC的复杂程度非常高，在一块芯片内不仅可能包含CPU、DSP、存储器、模拟电路等多种芯片，甚至还可能包括射频电路、光电器件、化学传感器等器件，因而SOC的测试系统，具备数字、混合信号、存储器、射频等各种测试，同时各个模块之间还不会产生相互影响。
一般的集成电路的测试系统称为ATE，测试系统主要由单片机模块（CPU）、DC（Device Characterization）测量模块和通道传输模块等组成。各个模块之间通过总线单元进行数据交换和连接。而随着现代测试技术的发展，较好测试系统组成主要的还有：由电子电路和机械硬件组成，是在同一个主控制器指挥下的电源、计量仪器、信号发生器、模式（pattern）生成器和其他硬件项目的集合体。
二、整个系统主要组成
（一）单片机模块（CPU）---测试系统的心脏
该模块是所有数字测试系统都含有的基本模块，是测试系统的起点。“CPU”是系统的控制中心，这里的CPU与计算机中的中央处理器不同，它由控制测试系统的计算机及数据的基本I/O通道组成。许多新的测试系统提供一个网络接口用以传输测试数据；计算机硬盘和Memory用来存储本地数据；显示器及键盘提供了测试操作员和系统的接口。
（二）DC（Device Characterization）测量模块
DC子系统包含有DPS（Device Power Supplies，器件供电单元）、RVS（Reference Voltage Supplies，参考电压源单元）、PMU（Precision Measurement Unit，精密测量单元）。
1.DPS与RVS单元
被测器件的电源管脚所需要的电流及电压是由DPS所供给的；而系统内部的管脚测试单元的比较电路以及驱动所需要的参考电压，则是由RVS单元来供给，包括了VOL、VIH、VOH、VIL四种电压设置方式。而相对比较老的测试系统中，所拥有的RVS也是相对来说比较少的，所以在测试程序时，所提供的输出、输入电平也是比较少。。一些测试系统称拥有“per pin”的结构，就是说它们可以为每一个pin独立地设置输入及输出信号的电平和时序。
2.PMU电路
PMU用于精确的DC参数测量，它把驱动电流送入被测器件而去测量电压或者为器件加上电压而去测量产生的电流。PMU的数量跟测试机的级别有关，低端的测试机往往只有一个PMU，用共享的方式被测试通道逐次使用；中端的则有一组PMU，通常为8个或16个，而一组通道往往也是8个或16个，可以整组逐次使用；而高端的测试机则会采用每个channel配置一个PMU。
（三）通道传输模块
1.通道单元
通道单元有两个功能，一是把测试码合成最终的测试信号施加到DUT（Device under test，被测器件），二是比较及分析DUT的返回信号，并且通过总线，将所得到的结果返回单片机模块。利用逻辑控制单元以及译码电路，控制总线对DUT管脚的地址实现设定并控制，而DUT管脚数据的输出及输入功能，则是由控制单元驱动和管脚驱动所共同控制着的继电器阵列来进行的。VIH（VIL）是由DPS模块设定产生的测试所需的高（低）驱动电平。总线发送由程序预先生成的测试向量，电平转换与驱动单元把测试向量转换为设定电平的测试时序波形，管脚驱动与控制单元控制继电器阵列将要输入的波形施加到DUT的输入管脚。
2.芯片引脚电路
芯片脚电路是测试系统资源部和待测期间之间的接口，它给待测器件提供输入信号并接收待测器件的输出信号。
每个测试系统都有自己异于其它系统的设计但是通常其芯片引脚电路都会包括：
（1）配有输入信号的驱动电路。
（2）切换驱动及对电流负载输入输出选择通道电路。
（3）比较输出电平的电压检验电路。
（4）芯片引脚电路与PMU的连接电路。
（5）能够编程控制的电流负载。
（6）提供能测试高速电流的辅助电路。
3.总线单元
总线（Bus）是各种功能部件之间传送信息的公共通信干线，它是由导线组成的传输线束，按照所传输的信息种类，是用于各个模块和单元传递信息的公用通道，各个部分通过总线相连接，通过总线单元进行数据连接和交换。
三、结束语
随着数字技术不断发展，在消费电子、通信和计算等领域对测试技术不断提出的挑战，适应测试和组装外包已经成为发展趋势的必然要求。尽管集成电路的测试技术伴着新的测试理念、新的测试流程、方法和技术不断的出现。但从整个系统的角度出发，测试系统都是从单片机模块、DC测量模块和通道传输模块等基础上发展而来。
参考文献：
[1]陆坤.电子设计技术[M].西安电子科技大学出版社,2004
[2]杜中一.半导体技术基础[M].化学工业出版社,2011
【关键词】配网自动化 RTDS集成测试
随着电力系统的不断发展，我国电力建设经历了大输电的投资高峰期，对于220kV及以上电压等级的输电网进行了全面的提升和完善，目前输电投资已经逐步回落，在GDP增速和用电弹性双重下滑的大背景下，短期无法出现较大的需求增量。而随着城镇化建设的加速，未来电力系统的发展将进入结构性建设阶段，110kV及以下的配网将成为新的投资重点，配电自动化系统的建设是配网发展过程中的重要内容之一，而配电网的测试环节目前还处于摸索阶段。
配电自动化（DA）是一项集计算机技术、数据传输、控制技术、现代化设备及管理于一体的综合信息管理系统，实现对配电系统监视＼控制的自动化管理，其目的是提高电网供电可靠性，改进电能质量，向用户提供优质服务，降低运行费用，减轻运行人员的劳动强度。
本文通过介绍国内外配网自动化发展概况，进一步通过探讨国内外配网实验仿真平台建设的状况，提出基于RTDS的配网集成测试平台建设的方案。
1 国内外配网自动化技术发展现状
1.1 国外配网自动化发展现状
国外自20世纪70年代起进行了配电自动化技术的研究与应用，归纳起来，大致可以分为三个阶段。第一阶段：基于自动化开关设备相互配合的馈线自动化系统，其主要设备为重合器和分段器，不需要建设通讯网站和配电主站，系统在故障时通过自动化开关设备相互配合实现故障隔离和健全段恢复供电。第二阶段：随着计算机技术和数据通讯技术的发展，一种基于馈线监控终端、通讯网络和配电主站的实时应用系统产生，在配网正常运行时，系统能起到监视配电网运行状况和遥控改变运行方式的作用，故障时能及时察觉，并由调度通过遥控开关隔离故障区段和恢复健全段供电。第三阶段：随着负荷密集区配电网规模和网络化程度的快速发展，仅凭借调度员的经验调度配电网越来越困难；同时，为加快配电网故障的判断和抢修处理，进一步提高供电可靠性和客户满意度，一种集实时应用和生产管理于一体的配电网管理系统逐渐占据主导地位，它覆盖了整个配电网调度、运行、生产的全过程，还支持客户服务。系统结合了配电网自动化系统、配电网GIS应用系统、配电生产管理系统等，且与营销管理系统相结合，实现配电合用电的综合应用功能。
以上三个阶段的配网自动化系统目前在国外依然存在。其中，日本、韩国侧重全面的馈线自动化，而欧美的配网自动化除了在一些重点区域实现馈线自动化之外，在配电主站具有较多的高级应用和管理功能。
1.2 配网自动化技术在我国的发展现状
我国配电网自动化技术研究起步于上世纪90年代，期间进行了一些试点性项目：如1996年在上海金腾工业区建成基于全电缆线路的馈线自动化系统，是国内第一套投入实际运行的配电网自动化系统。2003年杭州、宁波配网自动化项目对我国配电网建设具有良好的示范意义。但过去几年来，配电自动化在我国电网建设中仍然处于比较薄弱环节，配电网供电可靠性与发达地区先进水平存在较大的差距。配网自动化建设在大多数城市仅仅局限于试点，覆盖率约为试点城市的1/5-1/4，甚至更少。而在国外如日本，配电自动化的覆盖率高达80%的水平。因此在配电自动化方面，我国有广阔的提升空间和发展前景，我们要借鉴国外的成功经验，根据我国配网的实际情况，制定有效的配电自动化制度规范，不断摸索，不断提高，不断发展，最终实现配电自动化的建设目标。
2 国内外配网实验平台建设现状
2.1 国内配电网实验平台建设现状
国内配电网实验平台的建设主要集中在配电设备的检测阶段，典型结构如北京电科院配网实验平台，其主要研究范围包括配电终端性能功能检测、EMC检测、电能质量检测等。由于其以单台配电终端检测和配电自动化演示为主，缺少整体系统功能性试验，无法对各种典型网架结构进行建模和检测，因此相类似的配网实验室未形成针对配电自动化系统的完全检测能力。而以西安电科院配网实验室为代表的平台建设其主要实现功能包括配电自动化主站系统模拟、配电自动化终端及检测设备展示、配电自动化动作过程演示、采用RTDS仿真模拟配网系统等。但是该实验室缺少针对通信系统、电源系统等的检测，以及针对设备性能高低温、EMC等试验，未能将静模试验与动模试验相结合，仍未形成完全的配电自动化检测能力。
配网自动化实验室主体结构包括10KVA自动调压器，PT、CT、变换器、数据采集卡和数模转换卡系统应用软件等。实验室可以实现的功能包括故障定位识别、馈线重构和无功补偿/电压控制三大功能。系统构建典型的三相配电系统单线图如图1所示。
2.2 国外配电自动化实验室建设状况
对应着配网自动化的发展与研究，国外配网实验平台建设开展得也比较早。美国德雷克赛尔大学可重构配电自动化与控制实验室建于21世纪初，其整体结构与装置如图2所示，由4个完全相同的配电站组成，电源可提供三相交流208V和120V直流电压，并带有三相自耦变压器（变比为1：1），自耦变压器是起到隔离作用，以防止电力和测量设备的涌入电流，并设置了一个30A的三相断路器。ZIP负荷由多种负载组成，其包括独立的恒值阻抗，恒定电流和恒定功率负载。它们可以通过平衡/非平衡的方式进行连接。数据采集卡（DAQ）安装在计算机上用来采集相关数据，获取到的数据将通过以太网在远程测控终端系统（RTU）和主站之间进行传输。
该实验室除能进行常规的配网实验外，还可以实现多相辐射网潮流实验以及网络重构实验等，具有比较全面的配网设备与系统实验的功能。
芬兰坦佩雷理工大学的现代化配电自动化实验室建于上世纪末，由主变电站和控制中心两层主体结构构成，实现的主要功能有故障模拟、定位与雷暴预警等。
日本的智能配电网实验室建于2011年，主要用于现代住宅配电系统研究。该实验室包括一个连接到10kW的功率放大器上。该功率放大器又连接到硬件在环（power-HIL）中的eMEGAsim电力系统仿真器。如图3所示。住宅中配有各种家用电器和其它设备。这些设备包括燃料电池，光伏系统和其它正在考虑的将用在未来住房中的设备。这些住宅将会被整合成一个现代化的微电网。微电网每一用户可以向电网中反送电能。
微电网实验室将能够分析电网和住宅设备之间的相互作用，通过把住户电流注入到由eMEGAsim实时仿真器所模拟的馈线回路中去，反过来模拟馈线回路又可以通过电力硬件在环（power-HIL）连接将馈线电压返送给住户。
3 配网自动化系统集成测试方案研究
3.1 配网自动化系统测试方案基础
综上所述，配网自动化建设无论在工程实践当中，还是在实验环境下对配网自动化研究都在积极地开展与进行中。尽管如此，各配网实验室基本基于各终端设备或配网系统的某些功能而进行的平台建设，缺乏配网全体的观念和系统测试的思想。而依托最新的RTDS实时系统作为仿真平台，结合实际配电自动化的主站、通信、测控终端，建设成一套模式灵活，技术先进的配电自动化测试仿真实验室，可以使其处于国内国际领先水平。实验室的建设基本目标如下：
（1）基于RTDS的配网仿真系统可以模拟任意规模、任意复杂程度的配网架构，避免了传统物理动模规模小，运行方式不够灵活的缺点。
（2）本实验室的架构可以针对各种不同厂家、不同类型的配网终端进行入网测试，并对相关装置接入实际配网后的特性进行仿真测试，弥补现有配网自动化终端只能进行单独性能测试的不足。
（3）基于本实验室可以在真实的主站系统进行高级功能的开发，并将该高级功能直接应用于真实配网环境中进行测试验证，保证了该平台具有较高水平的研究性。
3.2 方案整体结构
配网集成测试平台以主站系统和数字仿真系统为主体，其中主站系统是配电自动化系统的控制中心和监测中心，而数字仿真系统主要进行模拟建模和仿真测试，两大系统通过电压电流、开入开出等信号量进行相互交互，从而实现了两大系统的无缝衔接，实现多种功能、多种用途、多种形式的配电自动化实验任务。平台的结构图如图4所示。
系统实现的具体功能主要包括：
（1）可利用计算机RSCAD软件搭建配网系统架构，模拟各种复杂的运行工况，并通过二次电压电流实时反映出系统的状态，能够模拟配网多种故障状况，能够帮助规划配网结构、了解配网潮流走向等等。
（2）系统可通过功率放大器实时输出二次电压电流，可以对FTU、DTU等配网自动化设备终端进行动态检测，验证其现场运行过程中的性能和质量。
（3）系统可模拟配置保护系统，真实反映配网故障状态下保护装置的动作情况，研究配电自动化与保护之间的联系和配合。
4 结论
目前国内外配电自动化实验室数量较少、功能单一、性能远远不能适应目前配电自动化的发展水平，在深入调研国内外配电自动化应用现状及配电自动化实验室建设水平基础上，提出了以RTDS实时仿真为基础、结合实际配电自动化的主站、通信、终端，建设成一套模式灵活，技术先进的配电自动化测试仿真实验室的建设方案。该系统主要优点包括：
（1）基于RTDS的配网仿真系统可以模拟任意规模、任意复杂程度的配网架构，避免了传统物理动模规模小，运行方式不够灵活的缺点。
（2）本实验室的架构可以针对各种不同厂家、不同类型的配网终端进行入网测试，并对相关装置接入实际配网后的特性进行仿真测试，弥补现有配网自动化终端只能进行单独性能测试的不足。
（3）基于本实验室可以在真实的主站系统进行高级功能的开发，并将该高级功能直接应用于真实配网环境中进行测试验证，保证了该平台具有较高水平的研究性等。因此，基于RTDS系统的配电网平台建设对于配电网系统以及配网设备各功能以及各种通讯方式等方面研究都有重要意义。
参考文献
[1]王海燕，曾江，刘刚.国外配网自动化建设模式对我国配网建设的启示[J].电力系统保护与控制，2009，37（11）：125-129.
[2]韩国政，徐丙垠等.基于IEC 61850的配网自动化通信技术研究[J].电力系统保护与控制，2013，41（2）：62-66.
[3]王刚.关于电力系统配网自动化建设的几点思考[J].电子技术与软件工程，2014（11）：265-266.
[4]宋天宁，电力配网自动化仿真系统的探索[J].科技创新与应用，2014，33：217.
作者简介
陆健（1986-），男，上海市人。硕士研究生学历。现在供职于国网上海市电力公司电力科学研究院。研究方向为配电自动化技术。
陈冉（1983-），男，江苏省南京市人。博士研究生学历。现在供职于上海电力学院电气工程学院。研究方向为配电自动化、配电网规划等。
作者单位
关键词：软件测试自动化；集成测试工具；K-V模型；非渐增式测试；替换输入卡值
中图分类号：TP311文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2017）10-0230-03
1.背景
核电国产化正在持续进行，核电软件也随之在一步步的开发。而软件测试作为软件开发的重要有机组成部分，在软件开发的系统工程中占据着相当大的比重。集成测试作为软件测试的一个重要环节，其充分性、高效性在测试过程中尤为重要。如何高效地完成集成测试，并且在确保其充分性基础下减少测试成本，提高测试效率，成为集成测试的一个重要研究方向。
对于集成测试，通常有非渐增式组装测试和渐增式组装测试两种不同的组装方式。非渐增式组装测试是指一次性将所有模块按照设计要求组装成完整的系统，然后将庞大的系统作为一个整体来进行测试。渐增式组装测试是指先将某个模块作为系统的基础开始测试，之后每次将测试过的单个模块组装到系统中进行测试，直到整个系统组装完成。对于核电软件来说，在单元测试完成的情况下，所有计算代码集成的系统可能具有许多未知的缺陷。所以使用非渐增式组装测试方法，根据系统需求经过分析生成测试用例，使用黑盒测试对整个软件系统进行集成测试，发现集成后的系统中不可预知的缺陷。从而修复软件系统缺陷，完善整个系统。
集成测试是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，从而确保各单元在组合之后能够按照要求正常的协作运行。而测试用例的设计原理作为软件测试必须遵守的准则，是软件测试质量最根本的保障。好的测试用例应该具有如下特点：有效性、可复用性、易组织性、可评估性和可管理性。因此，有一个好的用例设计原理，能够让测试人员设计出更加优秀的测试用例，从而降低测试成本，并得到准确的测试结果。
核电类计算软件，数值计算过程复杂，中间过程不透明，运算结果的正确性判定使用一个分析程序进行分析判断。通过输出结果中相应参数的值与分析程序得到的值的对比得到相关信息，所以此类软件的集成测试方法主要是非渐增式组装测试，属于黑盒测试。黑盒测试将软件作为一个黑盒子，不考虑内部程序结构，只检查程序功能是否按照需求规格说明书与软件设计文档上的规定正常使用，程序是否能接受输入并产生正确的输出。因此，黑盒测试只着眼于程序外部的结构，主要针对软件的功能进行测试。
基于K-V模型测试的集成测试的工作内容主要是在提供的base算例基础上，根据需求中输入参数生成测试用例。Base算例即为软件运行所需要的输入数据构所成的输入卡，base算例中的数据来自于核电软件所运行的环境中具有的各种环境数据以及其他相关参数。本文主要针对基于K-V模型的集成测试工具如何解决基于K-V模型的核电软件在软件集成测试-过程中出现的耗时高、工作量大、容易出现误差等问题，提出合理的工具设计与实现方案，并在此研究方案的可靠性、高效性与实用性。
2.基于K-V模型的集成测试
对于核电数值类计算软件系统，其运算是基于一组输入卡参数。大量的输入卡以参数名（key）与参数值（value）的组合作为基础输入元素输入到软件系统中。依据Key与Value的对应关系构建测试用例生成模型，生成测试用例。在其集成测试过程中将输入参数以K-V模型的形式存入输入卡中，作为软件的输入。在K-V模型中，K指的是Key，代表输入卡中的参数名；v指的是Value，代表输入卡中的参数值。Key与Value为――对应的关系。设计测试用例过程中，我们需要考虑的Key，来自可变参数对应表，可变参数表中包含了需要测试的所有参数的参数名。参数值可能是单个数值，也可能是一个数组。在测试用例设计过程中，如果参数值为单个数值，则将生成的测试用例值直接替换base输入卡中的值，生成测试用例输入卡。如果参数值为数值数组，那么要将测试用例值逐个替换数组中的值，对应一组测试用例，生成一组测试用例输入卡。
针对K-V模型，我们对其进行总结分类，划分出四个类别：1）Key为边界值类时，我们对其Value取上下边界值以及上下边界外的值作为测试用例。2）Key为枚举类时，对其Value取值域集合中的每个值作为测试用例。3）Key为数值类时，对其Value取默认值的上下一个数量级的值作为测试用例。4）Key为组合数据类时，对其Value值进行便利替换，将所要取得值便利替换默认值中的每一个数据，得到多个测试用例。
根据K-V模型得到测试用例后，根据每个测试用例，改变且仅改变Base算例中测试用例对应的变量，未改变变量值与Base算例中的变量值保持一致，以此生成测试用例输入卡，用于后续测试工作
3.基于K-V模型的集成测试工具Y构设计
基于K-V模型的集成测试工具，主要用于生成测试用例，执行测试用例，比较输出文件并提取其中的差异项，生成误差报表以提高人工走查的效率。该工具在结构设计上，采用三层结构，分为输入层、处理层、数据层。1）10层包括整个工具对外的输入输出接口，包括BASE算例、参数约束、调用驱动、BUG清单等模块。2）处理层连接10层与数据层，根据10层的输入输出以及调用命令，进行相应的操作，包括用例生成、驱动程序、差异分析等模块。3）数据层包括对整个工具的数据存取，包含测试用例、待测程序、分析程序以及输出文件等模块。
根据各层各模块间的调用关系，整个工具主要分为三个功能块：测试用例生成；调用驱动程序；分析输出文件。
1）测试用例生成
测试用例生成模块根据Base算例和参数约束表，生成测试用例与测试用例输入文件，主要包括CaseVariableToDict类、GenenrateCases类和CopyTestCaseInput类。CaseVariableToDict类对Base算例、参数约束表进行解析，生成相应的数据字典；GeneragCases依据测试用例生成规则将Base算例和参数约束表的数据字典生成测试用例字典；CopyTestCaseInput类将测试用例字典中的数据逐个替换Base算例输入卡，生成测试用例输入卡。
2）调用驱动程序
调用驱动程序模块，主要为CallDriver类，通过调用驱动程序驱动待测程序与分析程序运行测试用例，生成相应的输出文件。
3）分析输出文件
分析输出文件模块，主要为AnalyseOutputFiles类，对待测程序与分析程序所生成的输出文件进行对比并进行误差分析后，得最终差异信息，生成BUG清单。
4.基于K-V模型的集成测试工具运行实例
根据初步的工具设计与实现，我们取某软件部分内容作为待测软件用于对工具进行初步验证，并讲述具体文件格式（验证具体流程如图5）。
该待测软件用于实时监测某种仪器的状态，包含四个输入参数，分别为：状态state、温度temp、速度speed、加速度accel。状态表示当前仪器的状态，-1为异常，0为未启动，1为正常启动；温度表示仪器所处环境温度；速度表示仪器当前速度；加速度表示仪器水平四个方向的受力情况。
表2中，“变量名”表示待测软件的输入参数名，“分析程序变量名”表示分析程序中所τΦ氖淙氩问的参数名，类型为参数值的类型，含义为参数的具体含义，默认值为默认状态下参数的取值，值域为参数的取值范围。
3）根据base算例以及参数约束表，可以生成测试用例设计表如图7上。
其中，“name=xxx”表示测试用例编号，name为测试用例编号名，用于与参数名做区分，可取任意非参数名的单词作为编号名，默认为name。用例编号下对应为测试用例所取参数的取值。
4）根据测试用例设计表，逐个将base算例中的相应参数替换，即可生成对应的测试用力输入文件，用于对待测程序进行测试。其中部分测试用例输入文件图7下。
根据上述过程生成测试用例后，调用驱动程序执行测试用例得到输出文件，对待测程序与分析程序的输出文件进行差异分析，得到差异报表，生成BUG清单，完成集成测试的初步任务。
5.结束语
【关键词】虚拟仪器;LabVIEW;运算放大器;参数测试
1.引言
虚拟仪器包括硬件和软件两大部分，其中硬件指的是获取硬件电路的信号的一个媒介，也就是与硬件电路互相数据交换的通道平台。而相应的软件是实现数据的采集、分析、处理、显示等功能，并将其包装成一个虚拟仪器操作的环境，是一种仿真的环境，可以在上面通过写代码，完成对硬件电路的测试。相比于传统的硬件电路测试，虚拟仪器不需要庞大的硬件设备，不需要过于复杂的后续公式计算，可以将公式包含到程序中。在微电子方面的应用，虚拟仪器对测量一些半导体器件的特性显得尤为重要，这里是利用虚拟仪器对运算放大器进行参数测试。并可以将输出输入的结果同步的绘制成相应的特性曲线，并且可以将所关心的硬件中某个节点的数据单独进行分析。因此，虚拟仪器可以完全适应实验室中对于一般半导体器件的特性测试，另外对于实验数据的记录和提取，尤其是面对庞大数据时，虚拟仪器的优势就体现出来了。
2.测试系统设计
2.1 设计要求及整体方案
本测试系统充分利用虚拟仪器的灵活性、可扩展性及强大的软件功能，通过尽量少的硬件电路，强健的软件设计实现运算放大器主要参数的测试，保证了在硬件设备以及连线不变的前提下，通过软件控制就可以完成多项指标的测试，增加了测试效率，同时也降低了成本。另外，硬件测试电路有多路开关组成，对应测试指标有相应的测试程序。图1中为系统的整体程序框图，测试电路为搭建的具体硬件电路，NI PCI6251板卡为相应的通用板卡，电脑中所用的软件为LabVIEW.可以通过软件控制并且相应的显示出所测数据。
图1 测试系统设计原理框图
2.2 数据采集系统设计
数据采集主要依靠NI公司提供的数据采集板卡，以及软件中的DAQ助手进行数据传递，数据采集是虚拟仪器的核心技术之一。LabVIEW提供了与NI公司的数据采集硬件相配合的丰富软件资源，使得它能够方便地将现实世界中各种物理量采集到计算机中，从而为计算机在测量领域发挥其强大的功能奠定了基础。本测试系统的数据采集部分选用NI公司的PCI-6251型数据采集卡。NI PCI-6251数据采集卡共有16个模拟输入通道，2个模拟输出通道，分别有8个数字输入输出通道，2个计数器和定时器，1个ADC，2个DAC。16个模拟输入通道可以根据采集方式的不同，用多通道采集多组信号。因为有两个DAC，可以并行输出两路模拟信号。
2.3 软件系统设计
本文所采用的软件平台是LabVIEW 8.2开发平台。软件系统的前面板设计窗口如图2所示。前面板既接受来自框图程序的指令，又是用户与程序代码发生交互的窗口。这个窗口模拟真实仪表的面板，用于设置输入和观察输出，能够实时的显示所测的参数，并能方便的调节设置所需要的各个参数。当开关打开，程序运行，所测参数会动态的显示在面板上，并能绘制出如下曲线。
图2 测试系统前面板1
图3 测试系统前面板2
后面板程序采用顺序执行程序，通过时钟进行延迟。首先进行所有开关的初始化，这样相对之前的控制进行清零，延迟一段时间，前面板对应的测试选项，有不同的开关顺序，并进行一定的延迟。最后将采集的数据进行公式计算，为了保证采集数据的准确性，采20个值，去掉最大值，去掉最小值，然后取平均值。最终将这些数据通过公式处理，得到所测数据，显示在前面板上。其中的开关代表布尔逻辑，T代表开，F代表关，开关对应着高低电平，传送给硬件电路的开关。
图4 测试系统后面板2
3.测试实验验证
3.1 测试电路设计
以测试NE5532为例，NE5532为八管脚双运放，根据其数据手册确认运放的基本特性，并搭建相应的硬件电路。本文主要需要测量的运放参数为输入失调电压，输入失调电流，输入基极电流。测试方案依据通用的运放测试标准，所采用的电阻为高精度电阻，并做了相应的匹配。在焊接电路过程中也是注意了元器件之间的走线，尽量避免一些线过长造成干扰。为了提高测量的便捷，采用了辅助运放测试方法，具体电路结构如图6所示。
图5 实际搭建的硬件电路图
图6 测试电路示意电路图
3.2 输入失调电压
理想运算放大器，当输入信号为零时其输出也为零。但在真实的集成电路器件中，由于输入级的差动放大电路总会存在一些不对称的现象（由晶体管组成的差动输入级，不对称的主要原因是两个差放管的UBE不相等），使得输入为零时，输出不为零。这种输入为零而输出不为零的现象称为“失调”。为讨论方便，人们将由于器件内部的不对称所造成的失调现象，看成是由于外部存在一个误差电压而造成，记作UIO。
输入失调电压在数值上等于输入为零时的输出电压除以运算放大器的开环电压放大倍数：
（1）
式中：
UIO――输入失调电压
UOO――输入为零时的输出电压值
AOD――运算放大器的开环电压放大倍数
本次实验采用的失调电压测试电路如图7所示。通过对原电路相应的开关调整，测量此时的输出电压UO1即为输出失调电压，则输入失调电压：
（2）
实际测出的UO1可能为正，也可能为负。
测试中应注意：
①将运放调零端开路（即不接入调零电路）;
②要求电阻R1和R2，R3和RF的阻值精确配对。
将开关K4置地，并进行测量。
图7 测试电路示意图
图8 输入失调电压测试程序前面板
图9 输入失调电压测试程序后面板
图10 测试电路示意图
图11 输入失调电流程序前面板
图12 输入失调电流程序后面板
3.3 输入失调电流IIO
当输入信号为零时，运放两个输入端的输入偏置电流之差称为输入失调电流，记为IIO。
（3）
式中：IB1，IB2分别是运算放大器两个输入端的输入偏置电流。
输入失调电流的大小反映了运放内部差动输入级的两个晶体管的失配度，由于IB1，IB2本身的数值已很小（μA或nA级），因此它们的差值通常不是直接测量的，测试电路如图10所示，测试方法如下所示：
将K4置地，K1、K2闭合，在辅助放大器A的输出端测得输出电压。
保持K4置地，K1、K2断开，在辅助放大器A的输出端测得输出电压。
由以下计算公式求出
3.4 输入基极电流
输入偏置电流是指在常温下，且输入信号为零时，集成运算放大器两个输入端输入电流的平均值。
将K4置地，K1断开，K2闭合。测得此时辅助运算放大器A的输出电压。
保持K4置地，K1闭合，K2断开，测得此时辅助运算放大器A的输出电压。
公式：
（5）
在测量输入偏置电流IIB时，应注意：
（1）只有当集成运放的输出电压尚未达到饱和值时，测试电路所获得的各项测试结果才是正确的。
（2）在测试时，应该用示波器监视输出电压波形，若发现集成运放的输出端产生自激，则必须加补偿电容，以消除自激振荡。
图13 输入基极电流测试电路示意图
图14 输入基极电流测试程序前面板
图15 基极电流测试程序后面板
4.实际测试注意事项
4.1 信号幅度的选取
输入信号选用交、直流量均可，但在选取信号的频率和幅度时应考虑运放的频响特性和输出幅度的限制。
4.2 调零
为提高运算精度，在运算前，应首先对直流输出电位进行调零，即保证输入为零时，输出也为零。当运放有外接调零端子时，可按组件要求接入调零电位器RW，调零时，将运放输入端接地，用直流电压表测量输出电压UO，细心调节RW，使UO为零（即失调电压为零）。。
运放如不能调零，大致有如下原因：
①组件正常，接线有错误。②组件正常，但负反馈不够强（RF/R1太大），为此可将RF短路，观察是否能调零。③组件正常，但由于它所允许的共模输入电压太低，可能出现自锁现象，因而不能调零。为此可将电源断开后，再重新接通，如能恢复正常，则属于这种情况。④组件正常，但电路有自激现象，应进行消振。⑤组件内部损坏，应更换的集成块。
4.3 防止自激振荡
集成运放自激时，表现为即使输入信号为零，亦会有输出，使各种运算功能无法实现，严重时还会损坏器件。在实验中，可用示波器监视输出波形。为的消除运放自激，常采用如下措施
①若运放有相位补偿端子，可利用外接RC补偿电路，产品手册中有补偿电路及元件参数提供。②电路布线，元、器件布局应尽量减少分布电容。③在正、负电源进线与地之间接上几十μF的电解电容和0.01～0.1μF的陶瓷电容相并联，以减小电源引入的影响。
5.总结
本文利用虚拟仪器技术研发了运算放大器测试系统。充分利用NI公司采集卡上的硬件资源，采集所设计的硬件电路上的信号;利用LabVIEW软件强大的数据处理能力，可灵活方便地对数据进行显示。另外一方面对数据进行严格的实时监控，在现实的硬件电路中，想要对硬件电路监控，需要一台强大的示波器，而此时通过虚拟仪器也可实现该功能，经过实际测试验证，对于在一定精度范围内，完全可以满足学校实验室对运算放大器等芯片的测试工作，体现了虚拟仪器成本低，效率高，可扩展性强等特点。
参考文献
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【关键词】电路板 自动测试系统 开发设计 开发模式 功能结构
在自动测试系统的开发设计中，为保证开发设计的测试系统在实际中的应用实现，需要结合系统测试的相关要求与标准，同时采用开放式的系统结构进行开发设计。本文在进行基于电路板自动测试系统的开发设计中，主要结合电路板测试系统的功能结构需求，通过测试程序集的开发设计环境和实际应用条件，进行测试系统的开发设计实现，使得开发设计的电路板自动测试系统不仅具有较为突出的通用性，并且具有开放式软件结构，再加上测试方法库以及简洁的测试树开发界面的开发设计应用，很大程度上也提高了测试程序集的开发效率，同时由于测试系统中的多媒体信息查询功能，使系统的故障检测与隔离处理也相对比较方便，在实际应用中具有较为突出的优势。
1 电路板自动测试系统及其功能需求分析
在实际应用中，电路板自动测试系统主要是进行电子设备中各类型电路板故障问题的检测与隔离应用的系统，通常情况下，电路板自动测试系统进行测试的电路板类型主要有模拟电路、混合电路、数字电路和射频电路等，其在电子设备的生产调试中也有应用实现。结合电路板自动测试系统在实际中的应用，主要有专用的电路板自动测试系统和通用电路板自动测试系统，其中，通用电路板自动测试系统已经成为当前电路板测试开发应用与设计的主要方向。通用的电路板自动测试系统主要由硬件系统以及软件系统两个部分组成，其中软件系统包括测试程序集的开发与执行两个部分构成，测试程序集开发环境主要是进行各种电路板自动测试系统的开发调试，而测试程序集执行环境则是用于测试程序集的执行，以进行电路板故障检测与隔离实现。
结合上述对于电路板自动测试系统的功能结构分析，在进行电路板自动测试系统的功能需求分析中，主要是对于电路板自动测试系统中的软件系统两个结构部分的功能需求进行分析，根据上述可知电路板自动测试系统软件系统主要包括测试程序集开发环境与测试程序集执行环境两个部分。结合电路板自动测试系统在实际中的开发应用，其软件系统中的测试程序集开发环境在开发设计过程中，通常需要满足以下功能和作用。首先，测试程序集的开发环境需要适应不同电路板的测试程序集开发，包括数字电路以及混合电路、模拟电路等；其次，测试程序集开发环境还需要满足测试程序集能够独立于测试程序集执行环境进行开发设计；再次，测试程序集开发环境在系统开发设计中还需要满足符合相关要求标准以及具有集成开发环境的功能作用等，以满足电路板自动测试系统的开发设计与应用需求；此外，测试程序集开发环境在电路板自动测试系统的开发设计中，还需要进行基于模板的测试程序集的开发向导功能满足和提供，并进行通用测试方法库的满足提供，并且测试程序集的集成开发环境能够对于电路板自动测试系统中的不同硬件配置进行适应满足，还能够实现测试报告的生成实现，同时具有用户管理功能等，以满足电路板自动测试系统在实际开发设计与应用中的功能需求。
此外，进行电路板自动测试系统的开发设计中，还需要对于系统软件结构中的测试程序集执行环境的功能需求进行分析。通常情况下，电路板自动测试系统的测试程序集执行环境需要具备以下功能作用。首先，测试程序集执行环境对于不同电路板的测试程序集的开发设计具有通用性，同时测试程序集执行环境还能够实现系统的故障检测与隔离；其次，电路板自动测试系统中的测试程序集执行环境还需要具备多媒体和硬件资源管理功能，并且能够实现测试程序集的管理以及测试报告生成，最后测试程序集执行环境还具备与开发环境相同的用户管理功能。
2 电路板自动测试系统的软件结构分析
结合上述对于电路板自动测试系统结构组成的分析，其中系统的软件结构主要由测试程序集开发环境和执行环境两个部分组成，其中，电路板自动测试系统软件测试程序集开发环境结构，主要由测试程序集开发环境主控模块以及测试树开发环境、测试程序集方法库、测试程序集数据生成模块、故障隔离与多媒体等结构模块组成，其中，测试程序集开发环境的主控模块主要是进行测试程序集工程创建以及管理、模块调用、系统硬件资源管等，而测试树开发环境则是一个图形界面的开发环境，能够实现系统测试与故障检测的编辑以及调试、编译等功能；此外，测试程序集方法库是进行各种测试功能的动态连接的数据库。
其次，电路板自动测试系统的软件测试程序集执行环境主要由测试程序集执行环境主控模块和测试树执行环境两个结构部分组成，它主要是进行测试程序集执行应用，以实现对于电路板故障问题的检测和隔离。
在开发设计中，为满足开发设计系统在实际中的通用性，需要将测试程序集的测试程序与执行环境进行分离实现，并将分离出来的测试程序设置成动态程序进行调节应用实现。
3 结束语
总之，进行基于电路板自动测试系统的开发模式内容与思路分析，有利于促进电路板自动测试系统在实际中的开发设计与应用实现，具有积极作用和价值意义。
参考文献
[1]高晓燕,丁国君.基于LabVIEW的制动控制单元自动测试系统的开发[J].电子技术应用,2013(10).
[2]郭甲阵,谢华,兰京川.基于虚拟仪器的雷达电路板自动测试系统[J].仪表技术与传感器,2011(02).
[3]刘涛,姜文志,张丽萍.基于LASAR仿真的数字电路板故障诊断[J].弹箭与制导学报,2010(02).
作者简介
张家森（1976-），男，山东省寿光市人。大学本科学历。现为国电南瑞科技股份有限公司工程师。主要研究方向为电力系统自动化方向。
【关键词】移动互联网 软件测试技术 研究与应用
在移动互联网发展日新月异的今天，移动终端软件受其影响，应用越加广泛。当是，为了保证移动终端软件能够有效应用，还需要利用软件测试技术加以测试。但是，传统软件测试技术并不适用于移动终端软件的测试。对此，需要借助移动互联网来进行软件测试技术研究与开发，提高软件测试技术的作用，对移动终端软件进行有效的、全面的测试，提高移动终端软件应用性。所以，基于移动互联网的软件测试技术研究与开发已经成为必然情况。
1 基于移动互联网的软件测试基础和技术
1.1 软件测试过程
1.1.1 软件测试阶段
基于移动互联网的软件测试包括单元测试、集成测试、系统测试等。单元测试是对将软件每个基本组成部分设为一个单元，对各个单元进行测试，确定软件各个组成部分是否符合《详细设计说明说》要求；集成测试则是按照设计要求，将软件每个单元组合在一起，进行系统性的测试，确定其是否符合《概要设计说明书的符合程度》要求；系统测试则是将集成好的软件，作为计算机系统的一个元素，运行计算机系统，对软件运用情况进行系统的测试，确定其是否符合《需求规格说明书》要求。
1.1.2 测试过程模型
为了可以对移动终端软件进行全面的测试，在进行测试软件技术研究中，需要构建测试过程模型，也就是基于V&V理论，构建测试过程V模型。
1.2 测试方法
为了使软件测试能够科学、合理的进行，基于ISO9126软件质量模型，科学、合理的运用测试方法来进行软件测试，可以提高软件测试的有效性。
1.2.1 白盒测试
白盒测试作为一种测试用例设计方法，将被测试软件视为盒子，测试盒子结构及工作原理是否清晰，如此可以就可以了解软件是否存在错误。此种测试方法的应用，可以检测软件代码，揭示软件是否存在细微错误。但是，此种测量方法的应用，成本较高，且不验证规格。
1.2.2 黑盒测试
黑盒测试是最为广泛的测试方法，将软件内部结构作为测试对象，测试人员根据软件验证规格，对软件规格进行测试，确定其与验证规格是否相同。此种测试方法的应用，具有测试效率高、测试详细、测试速度快等优点，但是其测试用例设计难度的且软件很多程序路径难以被测试到，使测试结果的准确性难以保证。
2 基于移动互联网的软件测试技术的应用
2.1 系统测试设计与应用
2.1.1 项目说明
本文笔者是借助X1移动互联网项目来进行软件测试技术研究的。所以系统测试以移动终端用户及WEB端用户为系统的目标用户群，移动终端软件，支持活动、评论、站内信、信息推送等功能，以进行电子商务活动为主，推行电子商务业务。
2.1.2 系统测试计划
系统测试计划的内容包括：
（1）范围：X项目二期手机端、商业用户端（WEB）。
（2）目标：测试产品是否达到设计要求；产品操作与运行是否稳定；有目的性的软件测试在计划周期内完成。
（3）测试资源：手机客户端软硬件基本资源、商业用户端软硬件资源。
2.1.3 系统测试方案
在商业用户端测试方面，结合测试目的及测试要求，选用适合的测试方法对商业用户端的账号、活动、活动进入方式、订单生成、订单管理等方面进行测试；在手机客户端测试方面，同样是选择适合的测试方法对客户端的注册、个人信息维护、站内信接受、客户端参与活动、活动奖品获得、活动分享、活动评价等方面进行测试。
2.2 集成测试设计与应用
2.2.1 集成测试设计
集成测试设计内容主要有：
（1）测试对象：测试手机客户端与服务器的接口的功能实现。
（2）测试范围：手机客户端的API接口、服务其接口、数据传递、模块组合等方面功能是否实现。
（3）测试通过标准：严重功能缺陷0个；3级以上功能缺陷0个；2级以下功能缺陷小于5个。
2.2.2 集成测试方案
在进行集成测试过程中，首先进行手机客户端API接口分析，在此基础上制定集成测试策略，即单独测试每个手机客户端、服务端；将第一个客户端组与服务器连接，测试客户端组应用效果；下一个客户端组与步骤二完成的客户端组与服务器集成系统相集成，按照此方式将所有客户端集成在系统中，对整个系统进行测试。
经过以上集成测试设计及方案规划，可以确定集成测试是一个灰色地带，其具有复杂性、繁琐性。在基于移动互联网进行软件测试技术开发中，应当高度重视软件集成测试这一部分，使用联调手段等来强化或代替集成测试，以便提高基于移动互联网的软件测试技术的有效性、应用性。
3 结束语
随着我国科学技术的蓬勃发展，目前移动互联网支持的移动终端软件在人们日常生活、工作、学习中的应用日益广泛。当然，一些存在缺陷的移动终端软件的应用，会给人们造成一定程度的影响。所以，利用移动互联网进行软件测试技术研究很有必要，如此可以对移动终端软件进行系统测试、集成测试等，检测移动软件终端是否存在错误或缺陷，以便技术人员合理设置、调整移动终端软件，提高其应用性。所以，基于移动互联网所进行的软件测试技术研究与应用是非常有意义的。
参考文献
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关键词：集成电路；可测性设计
1.引言
集成电路测试关系到集成电路产品设计、生产制造及应用开发各个环节，如果集成电路测试问题解决得好，可以缩短产品的研制开发周期，降低产品的研制、生产与维修成本，确保产品的性能、质量与可靠性。在对有几千个或非门构成的电路在考虑和不考虑可测性设计条件下，测试生成的成本与电路规模的关系曲线如图（1）所示。图中DFT代表可测性设计，UT代表无拘束设计。从图中可看出，对于无拘束设计，有关的测试成本随电路规模的增大成指数上升；而采用可测性设计的电路，测试费用与规模基本上是线性增长关系。
图（1）测试生成成本与电路规模关系曲线图
因此深入电路系统的可测性理论与设计方法的研究，对于发展复杂性越来越大的现代电子电气装备，提高其可靠性，降低复杂电子电气系统全寿命周期费用有特别重要的战略意义、实际应用价值。
2.电路可测性设计概况
2.1电路可测性设计发展。电路系统测试与故障诊断于20世纪60年代在军事上首先开始研究以满足军事装备的维修与保养需要。美国国防部于1993 年2 月颁发MIL―STD―2165A《系统和设备的可测性大纲》，大纲将可测试性作为与可靠性及维修性等同的设计要求，并规定了可测试性分析、设计及验证的要求及实施方法。该标准的颁布标志着可测试性作为一门独立学科的确立。尽管可测性问题最早是从装备维护保障角度提出，但随着集成电路(IC)技术的发展，满足IC 测试的需求成为推动可测性技术发展的主要动力。从发展趋势上看，半导体芯片技术发展所带来的芯片复杂性的增长远远超过了相应测试技术的进步。因此，复杂芯片系统的测试和验证问题将越来越成为其发展的制约、甚至瓶颈。面对复杂性增长如此迅速的芯片技术，将测试和验证问题纳入芯片设计的范畴几乎成为解决该问题的唯一的途径，这也是目前可测性设计技术和相应的国际标准（IEEE1149）在近年来得到快速发展的原因。
2.2 电路可测性设计概念。可测试性设计（Design for Testability，简称DFT），指在集成电路的设计阶段就考虑以后测试的需要，将可测试设计作为逻辑设计的一部分加以设计和优化，为今后能够高效率地测试提供方便。DFT主要技术是：转变测试思想，将输入信号的枚举与排列的测试方法转变为对电路内各个节点的测试，即直接对电路硬件组成单元进行测试；降低测试的复杂性，即将复杂的逻辑分块，使模块易于测试；断开长的逻辑链，采用附加逻辑和电路使测试生成容易，改进其可控制性和可观察性，覆盖全部硬件节点；添加自检测模块，使测试具有智能化和自动化。
测试考虑是集成电路设计中最辣手的问题之一，设计的可测性是指完整测试程序的生成和执行的有效性。评价一个设计的可测性的基本要素有：故障诊断、功能核实、性能评估以及可控性和可观性。可测性设计通常包含三个方面：（1）测试矢量生成设计，即在允许的时间内产生故障测试矢量或序列。（2）对测试进行评估和计算。（3）实施测试的设计，即解决电路和自动测试设备的连接问题。可测性设计或面向测试的设计（DFT）通常包括设计测试电路和设计测试模版两类。测试电路的设计准则是：以尽可能少的附加测试电路为代价，获得将来制造后测试时的最大化制造故障覆盖率。其目的是简化测试、加速测试、提高测试的可信度。测试模版的设计准则是：选择尽可能短的测试序列，同时又拥有最大的制造故障覆盖率。
3.电路可测性设计方法简介
（1）扫描路径法。扫描路径法是一种应用较广的结构化可测性设计方法，由Williams和Angell于1973年提出的，主要是解决时序电路的测试问题。基于扫描路径设计的电路，只需对组合电路部分和不在扫描路径上的触发器进行测试，而处于扫描路径上的触发器的测试方法和测试图形是固定形式的，不需要测试生成。扫描路径法的优点：电路容易初始化；改善了电路的可测性；减少了测试生成过程；测试中把时序电路转化为组合电路，极大地降低了时序电路测试的复杂程度，得以广泛应用。扫描路径法不足之处：需要增加额外的电路面积和I/O引脚，而且串行扫描移入和移出方式导致测试时间非常长。扫描路径设计是以牺牲电路的其他方面为代价的，因而就有成本问题。
（2）边界扫描法。边界扫描法把扫描路径法扩展到整个板级或系统级，是JTAG（Joint Test Action Group）为了解决IC之间或PCB之间连接的测试问题提出的一种扫描方法。边界扫描标准对数字集成电路以及混合集成电路的数字电路部分提供规范化的测试存取端口和边界扫描结构，一是试图对板级、基于复杂的数字集成电路和高密度的表面贴片技术的产品提供测试解决方案，二是对具有嵌入式可测性设计特征的数字集成电路提供测试存取和测试控制方法。边界扫描法同扫描路径法类似，基于边界扫描设计法的元器件的所有与外部交换的信息(指令、测试数据和测试结果)都采用串行通信方式，允许测试指令及相关的测试数据串行送给元器件，然后允许把测试指令的执行结果从元器件串行读出。边界扫描技术中包含了一个与元器件的每个引脚相接，包含在边界扫描寄存器单元中的寄存器链，这样元器件的边界扫描信号可用扫描测试原理进行控制和观察，这就是边界扫描的含义。
（3）内建自测试法（BIST）。在电路内部建立测试生成、施加、分析和测试控制结构，使得电路能够测试自身，这就是内建自测试。BIST方法分为：在线BIST（测试在电路正常功能条件下进行）和离线BIST（测试不在电路的正常功能条件下进行）。离线BIST可以应用在系统级、板级和芯片级测试，也可以用在制造、现场和操作级测试，但不能测试实时故障。内建自测试克服了传统测试方法的缺点，如：测试生成过程长；测试施加时间长（随电路的大小呈指数增加）；测试成本高（需要测试设备进行测试施加和响应的捕获）；测试复杂度高；故障覆盖率低等。BIST存在一些优点，然而增加了芯片的硬件开销，而且可能对原电路的功能造成一定影响。BIST广泛用于集成电路可测性设计中。
4.结束语
数字系统的故障诊断和可测性设计的理论和实践一直是电子技术中一个非常活跃的领域。虽然，近年来可测性设计技术得到了较大的发展，但远远跟不上复杂性越来越大的实际电路系统测试与维修的需要，可测性理论与方法也还有待深入研究和进一步完善。因此加大电路系统的可测性理论与设计方法的研究力度，深入研究复杂电路系统可测性建模与评估方法，PCB、模拟与数模混合信号系统、芯片系统的可测性理论与方法，研制高质量、低成本的集成电路故障测试技术的发展变得越来越具有紧迫性和挑战性。
参考文献
[1] 刘峰，梁勇强.大规模集成电路可测性设计及其应用策略.玉林师范学院学报，2005，(5):29一33
通信测量是测试测量市场的重要组成部分，它又可细分为有线通信测试和无线通信测试。2005年该领域已有逾50亿美元的市场收入，约占整个测试测量市场的37％。其中有线通信测试市场收入约30亿美元，而无线通信则有26亿美元的收入。近年来，3G标准在世界范围内的推广，特别是中国3G标准的推出及商业测试在中国的试水，为通信测试市场的增长提供了强劲而持久的拉力。赛迪顾问预测，未来3年内，通信测试市场领域将以5％的复合增长率增长。其中有线通信测试市场年均复合增长达到3％，而无线通信测试市场随着3G标准的推广受到多媒体通讯、网络游戏、移动网络、蓝牙等多元化产品的带动，其复合增长率预计达到8％。
自动测试(ATE)/半导体市场是一周期性领域。它会随着半导体行业的变化而经历周期性的市场好转与恶化。ATE/半导体市场可细分为以下几种类型：模拟/线性器件测试一其中，模拟测试用来特性化测试集成电路的模拟功能。线性器件测试则是用于测试线性集成电路。数字/逻辑测试一共享资源测试，每个管脚有独立测试资源的测试系统。用来特性化测试集成电路的逻辑功能。存储器测试-DRAM测试，闪存测试。这些类型的自动化测试设备主要用于验证内存芯片。混合信号测试～这种类型的系统资源用来测试集成电路的模拟及数字功能。RF/微波测试一主要用于射频集成电路的测试。SoC测试―是一种昂贵的混合信号集成电路测试系统，用来测试超大规模集成电路(VLSI)芯片，而VLSI芯片的集成度明显高于传统的混合信号芯片。
在自动测试/半导体领域，主要有以下厂商：Advantest(爱德万)、Teradyne(泰瑞达)、Verigy、Credence(科利登)、LTX、Eagle、Youkogawa(横河)。其中爱德万是自动测试/半导体领域的领先者，主要做存储测试。而泰瑞达则在SoC领域遥遥领先。
通用测试是一个相对广泛的测试测量应用领域。其产品主要包括有示波器、频谱分析仪、信号发生器、逻辑分析仪、任意波形发生器、万用表、网络分析仪等。在通用测试领域也不乏世界级的测试测量厂商。赛迪顾问研究数据显示，2006年通用测试仪器市场TOP10厂商如表1所示。
从表1中可以看出，安捷伦占据了该领域的龙头地位，而其它10强厂商也分别在各细分市场领域牢牢把握领先优势。如泰克在示波器市场占据第一，而爱德万则在存储器试测市场具有传统的优势。从国别来看，通用测试市场主要被美国、日本、德国三国长期占据，而美国又在该领域占据了绝对的主导地位。
另外，如图1所示，TOP10厂商占据了通用测试领域81％的市场份额。可见，在通用测试领域，市场集中度相对较高。这主要是由于该领域对产品研发技术要求较高，需要大量的人力、财力资源的投入，同时也受到技术持续创新能力，知识累积的限制，形成较高的行业进入壁垒。
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