Встроенное самотестирование

Встроенное самотестирование ( BIST ) или встроенное тестирование ( BIT ) — это механизм, позволяющий машине тестировать себя. Инженеры разрабатывают BIST для удовлетворения таких требований, как:

высокая надежность
сокращение времени цикла ремонта

или ограничения, такие как:

ограниченный доступ технического специалиста
стоимость испытаний на производстве

Основная цель ^[1] BIST заключается в уменьшении сложности и, следовательно, уменьшении стоимости и уменьшении зависимости от внешнего (запрограммированного по шаблону) испытательного оборудования. BIST снижает затраты двумя способами:

сокращает продолжительность испытательного цикла
уменьшает сложность настройки тестирования/пробника за счет уменьшения количества сигналов ввода-вывода, которые необходимо обрабатывать/проверять под контролем тестера.

И то, и другое приводит к снижению почасовой оплаты за обслуживание автоматизированного испытательного оборудования (ATE).

Приложения

BIST обычно используется в оружии , авионике , медицинских приборах , автомобильной электронике , сложном оборудовании всех типов, необслуживаемом оборудовании всех типов и интегральных схемах .

Автомобильная промышленность

Автомобильная промышленность проводит самотестирование для повышения безопасности и надежности. Например, большинство автомобилей с антиблокировочной системой тормозов проверяют их один раз в течение интервала безопасности. Если в антиблокировочной тормозной системе имеется обрыв провода или другая неисправность, тормозная система возвращается к работе в обычном режиме. Большинство контроллеров автомобильного двигателя имеют «мягкий режим» для каждого датчика, так что двигатель продолжит работать, если датчик или его проводка выйдет из строя. Другой, более тривиальный пример вялого режима: некоторые автомобили проверяют дверные выключатели и автоматически включают свет с помощью датчиков присутствия ремней безопасности, если дверные выключатели выходят из строя.

Авиация

Почти вся авионика теперь оснащена BIST. В авионике цель состоит в том, чтобы изолировать вышедшие из строя линейные заменяемые блоки , которые затем снимаются и ремонтируются в другом месте, обычно на складах или у производителя . Коммерческие самолеты зарабатывают деньги только во время полета, поэтому они используют BIST, чтобы минимизировать время нахождения на земле, необходимое для ремонта, и повысить уровень безопасности системы, содержащей BIST. Аналогичные аргументы применимы и к военным самолетам. Когда BIST используется в полете, неисправность приводит к переключению системы на альтернативный режим или на оборудование, которое все еще работает. Критическое летное оборудование обычно дублируется или дублируется. Менее критичное летное оборудование, такое как развлекательные системы, может иметь «медленный режим», обеспечивающий некоторые функции.

Электроника

Производство интегральных схем

Встроенное самотестирование используется для более быстрого и менее затратного проведения производственных испытаний интегральных схем . В ИС имеется функция, которая проверяет все или часть внутренней функциональности ИС. В некоторых случаях это ценно и для клиентов. предусмотрен механизм BIST Например, в современных системах полевой шины для проверки функциональности. На высоком уровне это можно рассматривать как BIOS ПК самотестирование при включении питания (POST), которое выполняет самотестирование оперативной памяти и шин при включении питания.

Компьютеры

Типичный персональный компьютер проверяет себя при запуске, поскольку это очень сложная часть механизма. Поскольку он включает в себя компьютер, компьютеризированное самотестирование было очевидной и недорогой функцией. Большинство современных компьютеров, включая встроенные системы , имеют функцию самотестирования своего компьютера, памяти и программного обеспечения.

Автоматизированная техника

Оставленное без присмотра оборудование выполняет самотестирование, чтобы определить, нуждается ли оно в обслуживании или ремонте. Типичные тесты проводятся на температуру, влажность, плохую связь, грабителей или плохой источник питания . Например, системы питания или аккумуляторы часто находятся под нагрузкой и могут легко перегреться или выйти из строя. Поэтому их часто проверяют.

Часто проверка связи является критически важным элементом в удаленной системе. Одной из наиболее распространенных необслуживаемых систем является телефонный концентратор. Он содержит сложную электронику для сбора телефонных линий или данных и их направления к центральному коммутатору. Телефонные концентраторы постоянно проверяют связь, проверяя наличие периодических шаблонов данных, называемых кадрами (см. SONET ). Кадры повторяются примерно 8000 раз в секунду.

Удаленные системы часто имеют тесты для локального замыкания связи для проверки передатчика и приемника, а также для удаленного тестирования канала связи без использования компьютера или программного обеспечения на удаленном устройстве. Там, где электронные шлейфы отсутствуют, эту возможность обычно предоставляет программное обеспечение. Например, IP определяет локальный адрес, который представляет собой программную петлю (IP-адрес 127.0.0.1, обычно локально сопоставленный с именем «localhost»).

Многие удаленные системы имеют функции автоматического сброса для перезагрузки удаленных компьютеров. Они могут быть вызваны отсутствием связи, неправильной работой программного обеспечения или другими критическими событиями. Спутники имеют автоматический сброс, а добавляют системы автоматического перезапуска для управления мощностью и ориентацией также .

Лекарство

Медицинские устройства проходят испытания, чтобы гарантировать их постоянную безопасность. Обычно проводится два теста. POST выполнит комплексную проверку. Затем периодическая проверка позволит убедиться, что устройство не стало небезопасным после POST. Устройства, критичные для безопасности, обычно определяют «интервал безопасности», период времени, слишком короткий для возникновения травм. Самотестирование наиболее важных функций обычно выполняется не реже одного раза за интервал безопасности. Периодический тест обычно является частью POST.

Военный

Одной из первых систем BIST с компьютерным управлением была американская ракета Minuteman . ^{[ нужна ссылка ]} Использование внутреннего компьютера для управления тестированием позволило снизить вес кабелей и разъемов для тестирования. «Минитмен» был одной из первых крупных систем вооружения, оснащенной постоянно установленной системой самотестирования с компьютерным управлением.

Специализации

Существует несколько специализированных версий BIST, которые различаются в зависимости от того, что они делают и как они реализованы:

Программируемое встроенное самотестирование (pBIST)
Встроенная самопроверка памяти (mBIST) – например, с помощью алгоритма Маринеску ^[2]
Логическое встроенное самотестирование (LBIST)
Встроенная функция самотестирования аналоговых и смешанных сигналов (AMBIST)
Непрерывное встроенное самотестирование (CBIST, C-BIT)
Встроенная самопроверка, управляемая событиями, например BIST, выполняемая для систем самолета после приземления самолета.
Периодическое встроенное самотестирование (C-BIT/P-BIT)
Встроенное самотестирование, управляемое прерываниями (IBIST) или встроенное самотестирование, инициируемое пользователем/оператором (I-BIT или O-BIT)
Встроенная самопроверка при включении питания (PupBIST, P-BIT)
Автоматическое встроенное самотестирование (ABIST)

См. также

Ссылки

^ Мартинес Л.Х., Хуршид С., Редди С.М. Генерация LFSR для высокого охвата тестов и низких затрат на оборудование. IET Компьютеры и цифровая техника. 21 августа 2019 г. Репозиторий UoL
^ Маринеску, М., 1982. Простые и эффективные алгоритмы функционального тестирования оперативной памяти. 1982 Конференция по тестированию IEEE, Филадельфия (ноябрь). Компьютерное общество IEEE, стр. 236–239.

Внешние ссылки

Самотестирование аппаратной диагностики
BIST for Analog Weenies — краткий общий обзор возможностей и преимуществ BIST от Analog Devices.

[1] Мартинес Л.Х., Хуршид С., Редди С.М. Генерация LFSR для высокого охвата тестов и низких затрат на оборудование. IET Компьютеры и цифровая техника. 21 августа 2019 г. Репозиторий UoL

[2] Маринеску, М., 1982. Простые и эффективные алгоритмы функционального тестирования оперативной памяти. 1982 Конференция по тестированию IEEE, Филадельфия (ноябрь). Компьютерное общество IEEE, стр. 236–239.

[1]

[2]