為什么要寫一篇關(guān)于硬件測(cè)試的文章？

硬件測(cè)試是電子產(chǎn)品開發(fā)過程很重要一環(huán)，產(chǎn)品在設(shè)計(jì)階段很多潛在的問題只看表面是看不出來的，各模塊電路必須有針對(duì)性的測(cè)試才能將問題扼殺在搖籃里。因此，硬件測(cè)試工作顯得尤其重要。

硬件測(cè)試工作從什么階段開始？

我們一般認(rèn)為硬件測(cè)試是產(chǎn)品研發(fā)后期階段要做的，其實(shí)不然，在項(xiàng)目開始階段，相關(guān)測(cè)試人員就應(yīng)該參與到對(duì)產(chǎn)品的可測(cè)試性、測(cè)試方案等等的評(píng)估中來。并且產(chǎn)品硬件測(cè)試會(huì)伴隨整個(gè)產(chǎn)品研發(fā)周期。 對(duì)于測(cè)試，我們一般會(huì)進(jìn)行功能測(cè)試、電源測(cè)試、信號(hào)測(cè)試、關(guān)鍵元器件測(cè)試、環(huán)境測(cè)試、EMC測(cè)試、機(jī)械相關(guān)的測(cè)試、特殊的設(shè)備還會(huì)進(jìn)行鹽霧試驗(yàn)、硫化試驗(yàn)。整機(jī)結(jié)構(gòu)還會(huì)進(jìn)行：跌落試驗(yàn)、擠壓、扭曲等等。本文主要將重點(diǎn)主要放在硬件相關(guān)的測(cè)試上。

測(cè)試準(zhǔn)備工作

硬件測(cè)試前期準(zhǔn)備工作包括：

測(cè)試用硬件版本

確保測(cè)試所用硬件平臺(tái)為項(xiàng)目最新調(diào)整過的版本。

測(cè)試用軟件版本

確保測(cè)試所用固件為項(xiàng)目最新調(diào)整過的版本。

測(cè)試工具

硬件測(cè)試一般需要可調(diào)電源、示波器、數(shù)字萬用表、電子負(fù)載、電流鉗等等。

功能測(cè)試

功能測(cè)試主要是針對(duì)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)具體功能進(jìn)行初步的測(cè)試。 舉個(gè)例子，比如產(chǎn)品某些接口具備短路保護(hù)功能，那么我們要考慮如何對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行短路測(cè)試，包括接口上哪些信號(hào)需要做短路測(cè)試？對(duì)電源還是地做短路？ 再舉個(gè)栗子，比如某個(gè)產(chǎn)品具備揚(yáng)聲器播放功能，那么我們要考慮如何對(duì)揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行測(cè)試？包括產(chǎn)品要求具備的音頻分貝值、揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)電路所用功放的類型及其驅(qū)動(dòng)功率的測(cè)試等等。

電源測(cè)試

電源測(cè)試是硬件測(cè)試中的大頭，其測(cè)試內(nèi)容包括輸入電壓范圍及輸出電壓特性（上升時(shí)間、下降時(shí)間、是否過沖、回溝等）、多電源系統(tǒng)上下電時(shí)序測(cè)試、紋波與噪聲測(cè)試、動(dòng)態(tài)負(fù)載特性測(cè)試、發(fā)熱器件溫升測(cè)試(電源芯片、電感、mosfet等)。除此之外，芯片本身具備的一些功能也要進(jìn)行測(cè)試，過壓欠壓保護(hù)、過流保護(hù)等等。需要注意電源模塊化測(cè)試需要針對(duì)不同環(huán)境溫度進(jìn)行測(cè)試，一般分為低溫、常溫、高溫。

信號(hào)測(cè)試

信號(hào)測(cè)試是在整機(jī)功能測(cè)試的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，整機(jī)在原始固件版本驗(yàn)證完成之后需要對(duì)關(guān)鍵信號(hào)進(jìn)行測(cè)試。 比如晶振信號(hào)測(cè)試，包括晶振上電到輸出信號(hào)穩(wěn)定時(shí)間測(cè)試，一般需要滿足系統(tǒng)和軟件需求，此外晶振波形及頻率也需要測(cè)試，一般要求波形無明顯畸變且頻率在允許誤差之內(nèi)即可。

再比如復(fù)位信號(hào)測(cè)試、RS485信號(hào)測(cè)試、CAN信號(hào)測(cè)試、SPI信號(hào)測(cè)試、UART信號(hào)測(cè)試等等，有些信號(hào)需要根據(jù)datasheet中的時(shí)序圖測(cè)試，嚴(yán)格按照所給的時(shí)間要求測(cè)試。比如TJA1051芯片手冊(cè)中對(duì)時(shí)間的一些要求：

關(guān)鍵元器件特性測(cè)試

關(guān)鍵元器件的特性測(cè)試，比如針對(duì)防反二極管流過伏安特性測(cè)試，又比如說保險(xiǎn)絲過流特性測(cè)試。這項(xiàng)測(cè)試的目的在于摸清關(guān)鍵元器件的特性，有些大型一些的公司會(huì)有專門的器件工程師來做這件事。了解元器件特性越多，我們就能更好的理解和掌控所設(shè)計(jì)的電路。

環(huán)境測(cè)試

環(huán)境測(cè)試一般包括低溫存儲(chǔ)、高溫存儲(chǔ)、低溫運(yùn)行(低溫低壓/低溫高壓）、高溫運(yùn)行（高溫高壓/高溫低壓)、冷熱沖擊測(cè)試、溫濕度循環(huán)測(cè)試等。

EMC測(cè)試

產(chǎn)品的EMC測(cè)試一般包括EMI和EMS，具體可以根據(jù)相關(guān)產(chǎn)品對(duì)應(yīng)國(guó)標(biāo)進(jìn)行測(cè)試。

五種等級(jí)

Class A:被測(cè)件或系統(tǒng)的所有功能在干擾之時(shí)和干擾之后正常運(yùn)轉(zhuǎn)，符合設(shè)計(jì)要求；Class B：在受干擾時(shí)，被測(cè)件或系統(tǒng)的所有功能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。但是，一項(xiàng)或多項(xiàng)功能運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)偏離指定誤差。所有功能在干擾撤離后能自動(dòng)恢復(fù)至正常狀況，但記憶功能應(yīng)為Class A；Class C：被測(cè)件或系統(tǒng)的一項(xiàng)或多項(xiàng)功能在受干擾時(shí)不能 正常運(yùn)轉(zhuǎn)，但在干擾撤離后能自動(dòng)恢復(fù)至正常狀況，但記憶功能不能受到影響；Class D：在受干擾之時(shí)和受干擾之后，設(shè)備和系統(tǒng)的功能不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，但在去除干擾并通過操作者/用戶復(fù)位啟動(dòng)后，還可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)，但記憶功能不能受到影響；Class E：在受干擾之時(shí)和受干擾之后，設(shè)備和系統(tǒng)的功能不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并且如果不對(duì)設(shè)備或系統(tǒng)進(jìn)行維修或替換，則功能不能恢復(fù)至正常狀況。

總結(jié)

硬件測(cè)試是一項(xiàng)復(fù)雜綜合性的工程，我們都知道，要想測(cè)試校準(zhǔn)一個(gè)東西，那么所用儀器一定要比待校準(zhǔn)的要精度高，同樣要測(cè)試一個(gè)硬件產(chǎn)品，也要站在比設(shè)計(jì)者更高的角度去思考產(chǎn)品設(shè)計(jì)，以上是編者對(duì)于產(chǎn)品開發(fā)過程中關(guān)于硬件測(cè)試的一點(diǎn)感想，不足之處還請(qǐng)補(bǔ)充。