第七章：可测试性设计(上课)
可测试性需求讲解
软件可测试性需求设计一、引言1、目的提高软件的可测试性，加快测试进度，提高测试效率。
2、范围描述的范围主要是可测性设计的特征，考虑方向及设计方法。
3、读者对象系统分析员、设计人员、开发人员。
二、测试所需文档1、需求规格说明书2、概要设计说明书3、详细设计说明书4、系统功能清单5、系统运行环境搭建指导书6、系统操作指导书三、可测试性设计需求可测试性主要是指被测实体具有如下特征：可控制性、可分解性、稳定性、易理解性、可观察性，该特征的主要要表现是设立观察点、控制点、观察装置。
需要注意的是可测性设计时必须要保证不能对软件系统的任何功能有影响，不能产生附加的活动或者附加的测试。
1、可控制性设计需求1）全局变量的可控制性设计需求在外界使用适当的手段能够直接或间接控制该变量，包括获取、修改变量值等。
可以将全局类型的变量进行分类并封装到一个个接口中操作。
2）接口的可控制性设计需求各接口在外界使用适当的手段能够直接调用对该接口进行操作，这里所谓的适当的手段主要包括使用测试工具和增加额外代码。
对于向外提供的接口的接洽处能够人为的对接，比如构造测试环境模拟接口对接，这里所指的开放接口主要是指相对于被测系统，即为被测系统外提供的接口。
接口接洽处人为对接时各接口所要求的条件和所需的参数人为的能够轻易达到和提供。
3）模块的可控制性设计需求对于每个相对独立的模块设计好所需要的驱动和桩都能单独设计用例进行测试对应的功能，在测试运行期间模块异常时能够将其隔离而不影响测试。
4）业务流程的可控制性设计需求在测试环境满足的情况下能够控制任一单独业务流程，各业务流程具有流通性。
5）场景的可测性设计需求将一场景所涉及到的业务和接口整合到一个统一的接口使其能够单独操作该场景。
2、可分解性设计需求1）业务流程的可分解性设计需求对于复杂的业务流程需合理设定分解点，在测试时能够对其进行分解。
2）场景的可测性设计需求对于复杂的场景需合理设定分解点，在测试时能够对其进行分解。
可测试性设计技术
系统测试的目的是验证软件系 统是否符合需求规格，以及是
否能够正常地运行。
系统测试通常在集成测试之后 进行，以确保整个软件系统的
稳定性和可靠性。
系统测试可以发现软件系统中 的缺陷、漏洞和性能问题。
验收测试
01
验收测试是对软件系统的一种评估，以确定它是否满足用户需求和预 期结果。
详细描述
在测试过程中，测试数据的质量直接影响到测试结果的可信度。因此，需要管理好测试数据，确保其质量和一致 性。这包括数据的生成、存储、保护和使用等方面。有效的测试数据管理可以提高测试的效率和可靠性，降低测 试成本和风险。
自动化测试工具
总结词
自动化测试工具是用于执行自动化测试的软件工具，它能够提高测试效率和准确性，减 少人为错误和重复工作。
详细描述
TDD的基本原则是在编写任何功能代码之前，先编写测试代码。这些测试代码描述了预期的功能行为 ，然后通过实现功能代码来满足这些测试。这种方法有助于提高代码质量和可维护性，降低软件缺陷 的风险。
行为驱动开发（BDD）
总结词
行为驱动开发是一种软件开发方法论，它强调从行为角度描述软件系统，并通过 明确的行为规格来驱动设计和开发。
详细描述
BDD关注的是系统的行为和功能，而不是具体的实现细节。它使用简洁明了的自 然语言来描述系统行为，以便各方利益相关者能够理解并达成共识。BDD通过明 确的行为规格来驱动设计和开发，确保最终的软件系统符合预期的行为。
测试数据管理
总结词
测试数据管理是确保测试数据的质量、一致性和可靠性的过程，它对于测试的有效性和可靠性至关重要。
02
验收测试通常由用户或客户进行，以确保软件系统能够满足实际应用 场景的需求。
DFT，可测试性设计--概念理解
DFT，可测试性设计--概念理解⼯程会接触DFT。
需要了解DFT知识，但不需要深⼊。
三种基本的测试（概念来⾃参考⽂档）：1. 边界扫描测试：Boundary Scan Test: 测试⽬标是IO-PAD，利⽤JTAG接⼝互连以⽅便测试。
（jtag接⼝，实现不同芯⽚之间的互连。
这样可以形成整个系统的可测试性设计）2. 内建⾃测试BIST:（模拟IP的关键功能，可以开发BIST设计。
⼀般情况，BIST造成系统复杂度⼤⼤增加。
memory IP⼀般⾃带BIST，简称MBIST）3. 扫描测试（ATPG）Scan path: 与边界扫描测试的区别，是内部移位寄存器实现的测试数据输⼊输出。
测试⽬标是std-logic，即标准单元库。
（扫描测试和边界扫描，不是⼀个概念。
需要区别对待。
内部的触发器，全部要使⽤带SCAN功能的触发器类型。
）补充：还有⼀种测试：4. 全速测试at-speed-test（其实是属于扫描测试的⼀种。
只不过测试时钟来源频率更快。
）at-speed 就是实速测试，主要⽤于scan测试－即AC测试和mbist测试。
这种测试⼿段的⽬的是－测试芯⽚在其⼯作频率下是否能正常⼯作，实速即实际速度。
测试时钟往往是由芯⽚内部的PLL产⽣很快的测试时钟，⽤于实速测试。
相对⽽⾔，⼀般的测试是20~40兆的测试时钟，频率低，测不到transition fault。
即使测试通过，实际使⽤中还会由于使⽤⾼频时钟发⽣芯⽚电路故障。
常见的DFT/OCC结构如下：特点：1. Clock MUX必须放在OCC模块/DFT MUX之前。
(OCC：On Chip Clock)2. 时钟⼤于50MHz时，使⽤OCC模块，否则使⽤DFT MUX。
3. Clock Gate放在OCC模块/DFT MUX之后。
4. 对于⼿动添加的Clock Gate，DFT_SE端⼝接到 dft_glb_gt_se。
5. 对于综合⼯具添加的Clock Gate，DFT_SE端⼝接到dft_syn_gt_se注意：1. DFT_MODE有效时，clock mux的sel信号要保证dft_clk来源于最⾼频率的时钟源。
系统可测性设计技术 ppt课件
8
可测性设计-1
国内开展测试性/BIT的研究与推广应用比国外晚、近年来进步速度快
▪ 开展测试性/BIT设计分析工作；开发测试性计算机辅助分析软件
▪ 开展了较系统的研究。除数字电路测试性/BIT领域外的文献：
系统级可测试性理论研究：[邵高平. 系统级可测试性设计的研 究[J]；[申宇皓等. 系统级可测试性设计[J]] ……
11
可测性设计-1
在系统设计过程中，应采用 怎样的设计思路和方法，才能最大 限度地为故障检测和诊断提供方便
，以提高系统的测试性水平？
本课程“可测性设计部分”所讨论的中心问题
12
可测性Байду номын сангаас计-1
Stories about surviving from accidents...
前苏联：上升2号——人类首个太空英雄的戏剧经 历 美：阿波罗12号——雷神之吻 美：阿波罗13号——失败的成功 中：神舟七号——虚惊一场的假火灾 …………
5
可测性设计-1
Design For
Why
Testability
▪ 测试和评价复杂系统是困难的事。仅由输入/输出特性检测来评估 系统整体性能的方法不适于复杂系统
▪ 没有可测试性设计的后果：使用前难以发现产品的设计缺陷；工 作时难以检测和诊断故障
▪ 采用可测试性设计可增加系统的可靠性，提高产品质量，并减少 产品投放市场的时间及测试费用
测试设备的综合
通用/专用测试设备、自动测试设备（ATE）和机内测试设备（BITE）等， 用于获得诊断对象的状态信息和故障的特征值。
——方法及其优化
故障注入方法与注入策略优化
测试性综合评估方法
16
可测性设计-1
可测性设计原则与实践
可测性设计原则与实践软件开发过程中，可测性是一个重要的设计原则。
通过合理的设计和实践，可以提高软件的可测试性，从而更好地保证软件的质量和稳定性。
本文将介绍可测性设计原则的概念、重要性以及一些实践方法。
一、什么是可测性设计原则可测性设计原则指的是在软件设计的过程中，考虑到软件的可测试性。
它包括以下几个方面：1. 模块化设计：将软件系统拆分为多个模块，每个模块都是相对独立的功能单元。
这样，可以对每个模块进行单独的测试，提高测试的可行性和效率。
2. 松耦合设计：模块之间的依赖关系尽量减少，以减少对其他模块的依赖和影响。
这样，在进行测试时可以更容易地对模块进行隔离。
3. 易于理解的接口设计：模块之间的接口应该简单、清晰明了。
这样，在进行测试时可以更容易地理解和验证模块的功能。
4. 可替代性设计：为了提高测试的可重复性，设计时需要考虑模块的可替代性。
即，可通过替代某个模块来验证其是否正确执行。
二、可测性设计原则的重要性可测性设计原则对软件开发过程有着重要的意义：1. 提高软件质量：通过设计可测性，可以更好地发现和修复软件中的缺陷和bug，从而提高软件的质量和稳定性。
2. 简化调试和维护：设计可测性可以简化调试和维护工作，因为可以更容易地定位和解决问题，而不需大量的查找和排查。
3. 提高开发效率：设计可测性可以提高测试的效率，因为测试人员可以更容易地通过单元测试等方法进行测试，而不需进行全面的集成测试。
三、可测性设计原则的实践方法在实际的软件开发过程中，可以采用以下一些方法来实践可测性设计原则：1. 单元测试：通过编写单元测试代码，对每个模块的功能进行单独测试。
这样可以更容易地发现和解决问题，也可以提高测试的可行性和效率。
2. 集成测试：在进行模块集成之前，设计和实施集成测试，以验证模块之间的协同工作是否正常。
3. 自动化测试：利用自动化测试工具，可以更好地实现可测性设计。
通过编写自动化测试脚本，可以减少人工测试的工作量和出错率，提高测试的覆盖率和效率。
智能仪器第7章-测试性设计概述课件
1. 可测试性设计
可测试性设计目的与要求 在仪器设备设计研制阶段，使系统具有自检测 和为诊断提供方便的设计特性。 尽可能少地增加硬件和软件，以最少的费用使 产品获得所需的测试能力，简便、迅速、准确 地实现检测和诊断。 工业4.0产品：装备实时状态信息获取评估
可测试性概述
2. 可测试性优缺点
可测试性设计优点 ①提高故障检测的覆盖率； ②缩短仪器的测试时间； ③可以对仪器进行层次化的逐级测试; ④降低仪器的维护费用。 可测试性设计缺点 ①额外的软/硬件成本； ②系统设计时间增加。
2.常规BIT技术
数字BIT技术
模拟BIT技术
板内ROM式BIT 微处理器BIT 微诊断法 内置逻辑块观察法 边界扫描BIT
比较器BIT 电压求和BIT
2.常规BIT技术—数字BIT
板内ROM式BIT 将存储在ROM中的测试模式施加到被测 电路CUT中，然后将CUT的响应与期望 的正常响应GMR对比，据此给出测试“ 通过/不通过(GO/NOGO)”输出信号。
以进行信号特征分析。
2.常规BIT技术—数字BIT
边界扫描测试技术 是一种扩展的BIT技术。它在测试时不需要其他 的辅助电路，不仅可以测试芯片或者PCB的逻辑 功能，还可以测试IC之间或者PCB之间的连接是 否存在故障。 边界扫描技术已经成为VLSI芯片可测性设计的主 流，IEEE也已于1990年确定了有关的标准，即 IEEE1149．1。
2.常规BIT技术—数字BIT
边界扫描测试技术实现
FF
输入
FF
CUT
FF
FF
输出
FF
边界扫描的原理框图 测试数据输入TDI 测试时钟TCK 测试复位TRST 测试方式选择TMS
可测性设计
七、边界扫描技术
七、边界扫描技术
边界扫描的整体结构如下图所示：
1.具有4或5个引 脚的测试存取通 道TAP;
2.一组边界扫描 寄存器,指令寄存 器IR，数据寄存 器DR；
3.一个TAP控制 器。
八、随机逻辑的内建自测试设计
随机逻辑内建自测试是将测试作为电路自 身的一部分，将测试矢量生成电路及测试响应 分析逻辑置入电路的内部，使具有BIST（内建 自测试）功能的电路无须外部支持即可以产生 测试激励、分析测试响应。内建自测试一般包 括测试矢量生成电路（激励）、特征分析电路、 比较分析电路，存储特征符号的ROM（ReadOnly Memory）和测试控制电路，一般结构如 下图所示。
五、可测性设计的分类
专项设计：即按功能基本要求，采取一些比较 简单易行的措施，使所设计电路的可靠性得到 提高。它是针对一个已成型的电路设计中的测 试问题而提出来的。它采用传统的方法对电路 某些部分进行迭代设计，以提高可测试性。
结构设计：是从设计一开始就建立测试结构， 每个子电路都具有嵌入式测试的特征。它是根 据可测性设计的一般规则和基本模式来进行电 路的功能设计，主要包括扫描技术和内建自测 试两种测试技术。
九、嵌入式存储器的内建自测试设计
十、结束语
目前装备系统和芯片的复杂化有加快增长 的趋势，而当今能掌握的测试诊断方法面对复 杂性增长如此迅速系统的测试验证几乎处于 “无解”的状态，因此采用可测性设计技术简 化复杂测试问题成为一种必然的选择，为可测 性设计技术提供了良好的发展前景，然而，目 前可测性设计技术在理论和应用环节上仍存在 很多制约其发展的难点和技术问题，尚远不能 满足复杂性增长对测试验证的需求。在未来的 工作中，还应不断的进行完善。
六、专项可测性设计
可测试性设计
边界扫描电路也可用于对板上芯片进行故障检测，但由于这 种测试方法要将所有的并行输入/输出数据串行化，测试向量 将十分长，故此方法一般只用于在板级系统调试时对怀疑失 效的集成电路的测试。 14
Boundary Scan Cells attached to every pin
Test Access Port (TAP) coCore logic
TAP
TDO
Four pin interface drives all tests
TCK TMS
图1 具有边界扫描结构的IC
15
PCB
Sh or t t o Vc c
Core logic T AP
So ld er Br id ge
Core logic T AP
TDI
JTAG TAP
7.2.2.1.1 全扫描技术（Full Scan） 全扫描设计就是将电路中的所有触发器用特殊设计的具有扫 描功能的触发器代替，使其在测试时链接成一个或几个移位 寄存器，这样，电路分成了可以分别进行测试的纯组合电路 和移位寄存器，电路中的所有状态可以直接从原始输入和输 出端得到控制和观察。 这样的设计将时序电路的测试生成简化成组合电路的测试生 成，由于组合电路的测试生成算法目前已经比较完善，并且 在测试自动生成方面比时序电路的测试生成容易得多，因此 大大降低了测试生成的难度。 已有的全扫描测试设计技术包括： 1、1975年由日本NEC公司开发的采用多路数据触发器结构的扫描 通路法（Scan Path），其中的时序元件为可扫描的无竞争D 型触发器。采用扫描通路法测试的芯片，必须采用同步时序。
总线结构类似于分块法，在专用IC 可测性设计中十 分有用，它将电路分成若干个功能块，并且与总线相 连。可以通过总线测试各个功能块，改进各功能块的 可测性。但这种方法不能检测总线自身的故障。 特定技术的一个主要困难在于它需要在电路中每个测 试点附加可控的输入端和可观察的输出端，因此增加 了附加的连线。 而后期的DFT 技术——结构化设计方法——则不同， 它对电路结构作总体上的考虑，可以访问电路内部节 点；按照一定的设计规则进行电路设计，只增加了用 于测试的内部逻辑电路，因而具有通用性。
可测试性设计：实现可测试性,提高测试效率和程序稳定性
可测试性设计：实现可测试性，提高测试效率和程序稳定性章节一：引言1.1 背景和意义1.2 目的和目标章节二：可测试性设计的概念和原则2.1 可测试性设计的定义2.2 可测试性设计的原则2.2.1 模块化和解耦2.2.2 易于观察和监测2.2.3 可配置和可重复2.2.4 模拟和隔离章节三：提高可测试性的方法3.1 设计可测试的接口3.1.1 明确输入输出3.1.2 参数验证和边界条件测试3.1.3 错误处理和异常情况3.2 使用依赖注入3.3 设计可测试的数据访问层3.4 使用测试驱动开发（TDD）3.5 设计可测试的并发和多线程程序3.6 使用工具和框架支持3.6.1 单元测试框架3.6.2 自动化测试工具3.6.3 持续集成和部署工具章节四：实践案例分析4.1 案例一：Web应用程序的可测试性设计4.1.1 设计可测试的接口4.1.2 使用依赖注入4.1.3 设计可测试的数据访问层4.1.4 使用单元测试框架和自动化测试工具4.1.5 持续集成和部署4.2 案例二：嵌入式系统的可测试性设计4.2.1 设计可测试的接口4.2.2 使用模拟和隔离4.2.3 设计可测试的数据访问层4.2.4 使用硬件仿真和测试工具章节五：总结与展望5.1 总结5.2 展望未来引言1.1 背景和意义在软件开发过程中，测试是确保软件质量的关键环节之一。
然而，传统的软件开发往往将测试过程放在开发的最后阶段，导致测试效率低下、测试用例覆盖度不够、程序稳定性不高等问题。
为了提高测试效率和程序稳定性，可测试性设计应运而生。
1.2 目的和目标本文旨在介绍可测试性设计的概念和原则，探讨提高可测试性的方法，并通过实践案例分析来进一步说明可测试性设计的重要性和实际应用。
通过本文的学习，读者将能够理解可测试性设计在软件开发中的作用，掌握提高可测试性的方法和技巧，从而提高测试效率和程序稳定性。
可测试性设计的概念和原则2.1 可测试性设计的定义可测试性设计是指在软件开发过程中，通过合理的架构、接口设计和代码编写，使得软件系统易于测试的一种设计方法。
软件可测试性设计
软件可测试性设计【摘要】提高软件可测试性是提高软件性能、节省开发费用的重要途径。
光靠计算和分析是设计不出好的可测试性的，必须在软件生命周期各个阶段充分考虑可测试性，并拟定准则用以指导设计。
本文从软件可测试性的特征着手，提出了一些提高软件可测试性的方法与软件开发人员共同探讨。
关键字：可测试性软件引言“可测试性”这一概念于1975年在《设备自动测试性设计》一文中第一次被提出。
从此，可测试性便在电子产品诊断电路设计及研究等各个领域得到了广泛应用。
随着人们对产品质量标准的要求不断提高，作为产品质量重要特征之一的可测试性也受到越来越大的重视。
因此，如何提高产品的可测试性成为了人们关注的焦点。
在硬件电路的设计方面，有许多方法和工具来辅助增加电路的可测试性，从而降低测试工作的强度。
但是在软件开发的领域，可测试性设计方面的研究工作还很缺乏，这是由于软件产品的多样性和灵活性所决定的。
根据软件产品可测试性的特征，在软件生命周期的各个阶段，把可测试性的要求考虑进去，在目前不失为一个经济有效的办法。
作为软件设计人员，应该在软件的设计过程中，充分考虑到可测试性的要求，这样既可以减少软件设计过程中的错误，又可以大大降低软件测试人员的工作量和测试费用。
二、软件可测试性的特征在理想的情况下，软件设计师在设计计算机程序时应该考虑可测试性，这就使得负责测试的人能够更容易地设计有效的测试用例。
什么是软件的可测试性呢？软件的可测试性就是软件能够被测试的容易程度。
它依赖于软件本身的结构和描述该软件的文档资料的明确性。
为了提高软件的可测试性，首先要了解具有可测试性的软件的基本特征。
软件设计师可运用以下属性来检查软件所具有可测试性的程度。
可操作性——“运行得越好，被测试的效率越高。
”可观察性——“所看见的，就是所测试的。
”可控制性——“对软件的控制越好，测试越能够被自动执行与优化。
”可分解性——“通过控制测试范围，能够更好地分解问题，执行更灵巧的再测试。
软件可测试性设计
实用文档软件可测试性设计目录1 概述 (3)2 软件可测试性定义 (4)2.1 可测试性定义 (4)2.2 可测试性特征 (4)3软件可测试性设计 (6)3.1可测试性设计 (6)1.坚持测试驱动设计（测试先行）的方法 (6)2.尽量做到每个操作对应一个函数，使函数小型化 (6)3. 数据的显示与控制分离 (6)4.可控制性设计 (6)5.可分解性设计 (7)6.稳定性设计 (7)7.易理解性设计 (7)8.可观察性设计 (8)9.测试驱动和桩的设置 (8)10.适合增量式开发的可测试性设计 (8)11.可查询设计 (8)12.自愈合功能 (8)13. 输出结果 (8)14.提供统一的操作执行面板 (8)3.2 可测试性编码 (9)3.3 可测试性调试与定位 (10)3.4 测试所需文档 (10)1 概述随着软件行业的迅猛发展，软件测试也逐渐受到越来越多的软件公司所重视，然而开发出来的软件直接就可以拿出来做测试吗？根据近几年来的实践证明，在设计软件时事先没有对软件的可测试性进行周密设计和部署的软件在测试时总是很难于进行，直到测试无法进行下去为止。
被测软件在编码时需要考虑给测试和后期的产品维护提供必要的手段和接口支持，即要求软件具有可测试性。
基于可测试性的目标考虑，良好的架构设计，完备的接口，使得软件测试更加高效和可行，同时产品维护也更加便利。
本文描述的范围：可测试性定义、可测试性特征、可测试性设计。
读者对象：系统分析和设计人员、开发人员、测试人员。
2 软件可测试性定义2.1 可测试性定义软件的可测试性是指在一定的时间和成本前提下，进行测试设计、测试执行以此来发现软件的问题，以及发现故障并隔离、定位其故障的能力特性。
简单的说，软件的可测试性就是一个计算机程序能够被测试的容易程度。
一般来说可测试性很好的软件必然是一个强内聚、弱耦合、接口明确、意图明晰的软件，而不具可测试性的软件往往具有过强的耦合和混乱的逻辑。
软件可测试性设计
软件可测试性设计目录1 概述 (3)2 软件可测试性定义 (4)2.1 可测试性定义 (4)2.2 可测试性特征 (4)3软件可测试性设计 (6)3.1可测试性设计 (6)1.坚持测试驱动设计（测试先行）的方法 (6)2.尽量做到每个操作对应一个函数，使函数小型化 (6)3. 数据的显示与控制分离 (6)4.可控制性设计 (6)5.可分解性设计 (7)6.稳定性设计 (7)7.易理解性设计 (7)8.可观察性设计 (8)9.测试驱动和桩的设置 (8)10.适合增量式开发的可测试性设计 (8)11.可查询设计 (8)12.自愈合功能 (8)13. 输出结果 (8)14.提供统一的操作执行面板 (8)3.2 可测试性编码 (9)3.3 可测试性调试与定位 (10)3.4 测试所需文档 (10)1 概述随着软件行业的迅猛发展，软件测试也逐渐受到越来越多的软件公司所重视，然而开发出来的软件直接就可以拿出来做测试吗？根据近几年来的实践证明，在设计软件时事先没有对软件的可测试性进行周密设计和部署的软件在测试时总是很难于进行，直到测试无法进行下去为止。
被测软件在编码时需要考虑给测试和后期的产品维护提供必要的手段和接口支持，即要求软件具有可测试性。
基于可测试性的目标考虑，良好的架构设计，完备的接口，使得软件测试更加高效和可行，同时产品维护也更加便利。
本文描述的范围：可测试性定义、可测试性特征、可测试性设计。
读者对象：系统分析和设计人员、开发人员、测试人员。
2 软件可测试性定义2.1 可测试性定义软件的可测试性是指在一定的时间和成本前提下，进行测试设计、测试执行以此来发现软件的问题，以及发现故障并隔离、定位其故障的能力特性。
简单的说，软件的可测试性就是一个计算机程序能够被测试的容易程度。
一般来说可测试性很好的软件必然是一个强内聚、弱耦合、接口明确、意图明晰的软件，而不具可测试性的软件往往具有过强的耦合和混乱的逻辑。
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随着计算机技术的飞速发展和大规模集成电路的广泛应 用，智能仪器在改善和提高自身性能的同时，也大大增加了 系统的复杂性。这给智能仪器的测试带来诸多问题，如测试 时间长、故障诊断困难、使用维护费用高等，从而引起了人 们的高度重视。
自20世纪80年代以来，测试性和诊断技术在国外得到了 迅速发展，研究人员开展了大量的系统测试和诊断问题的研 究，测试性逐步形成了一门与可靠性、维修性并行发展的学 科分支。
（2）可测试性的标准
可测试性的概念最早产生于航空电子领域，1975年由Liour等 人在《设备自动测试性设计》中最先提出 1985年美国颁布的MIL-STD 2165----《电子系统和设备测试 性大纲规定了可测试性管理、分析、设计与验证的要求和实施 方法，是可测试性从维修性分离出来，作为一门独立的新学科 确立的标志。 我国现在执行的两部相关的测试性大纲，分别是1995年颁布 的GJB 2547《装备测试性大纲》以及1997年颁布的HB 7503
13
7.3 机内测试技术--BIT(Built IN Test)
BIT简介 常规BIT技术 智能BIT技术
14
一、BIT简介
◆ BIT的由来： 传统的测试主要是利用外部的测试仪器对被测设 备进行测试； 所需测试设备费用高、种类多、操作复杂、人员 培训困难，而且只能离线检测； 随着复杂系统维修性要求的提高，迫切需要复杂 系统本身具备检测、隔离故障的能力以缩短维修 时间； BIT在测试研究当中占据了越来越重要的地位， 成为维护性、测试性领域的重要研究内容； 在测试性研究中，BIT技术应用范围越来越广， 正发挥着越来越重要的作用。
《测试性预计程序》。
(3)产品的测试性组成
• 1.产品的固有测试； • 2.产品外部测试。
二、可测试性设计要求
在尽可能少地增加硬件和软件的基础上，
以最少的费用使产品获得所需的测试能力， 简便、迅速、准确地实现检测和诊断。
8
三、测试方案
测试方案是产品测试总的设想，它指明产品中哪些部分 需要测试、何时测试（连续或定期）、何地测试（现场 或车间，或者哪个维修级别）以及所用的测试手段。 1.测试种类
电子信息与自动化学院《智能仪器》
2018年11月5日
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（三）模拟BIT
电压求和BIT
电压求和是一种并行模拟BIT技术。 它使用运算放大器将多个电压电平叠加 起来，然后将求和结果反馈到窗口比较器并 与参考信号相比较，再根据比较器的输出生 成通过／不通过信号。 这种技术特别适用于监测一组电源的供 电电压。
7.4 可测试性设计实例
一、RAM测试设计
电子信息与自动化学院《智能仪器》
2018年11月5日
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7.4 可测试性设计实例
二、A/D与D/A测试
电子信息与自动化学院《智能仪器》
2018年11月5日
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比，该BIT不需要硬件增强途径，仅在代
码级别执行就可以对硬件和软件进行测试。
电子信息与自动化学院《智能仪器》
2018年11月5日
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（二）数字BIT—内置逻辑块观察法
内置逻辑块观察器(BILBO)是一个多功能电路，通过2个 工作方式控制位可以实现4种不同的功能配置： ● 锁存器 ● 移位寄存器 ● 多输入信号特征寄存器(MISR)或者伪随机模式发生器
第一节 可测试性概述
一 可测试性与可测试设计
1 测试
测试是指在真实或模拟条件下，为确定产品的功能是 否正常，性能是否满足要求，是否发生故障及故障的部位， 利用手工或自动设备对其进行测量或评定的过程。
2 可测试性（Testability）
（1）可测试性的定义
是产品的一种设计特性，是设计时赋予产品的一种固有 属性，指产品能够及时准确地确定其自身状态（如可工作， 不可工作，性能下降等）和隔离其内部故障的设计特性。 测试性三个基本要素： 可控制性(Controllability) 可观测性(Observability) 可预见性(Predictability)
15
一、BIT简介
◆
BIT的定义
BIT是指系统、设备内部提供的检测、隔 离故障的自动测试能力。 系统主装备不用外部测试设备就能完成对 系统、分系统或设备的功能检查、故障诊 断与隔离以及性能测试，它是联机检测技 术的新发展。
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2.BIT技术的作用
（1）提高系统的诊断能力 （2）简化设备维护 （3）降低总体费用
7.2 固有测试性总体设计与通用设计准则
固有测试性： 是指仅取决于产品硬件设计，不依赖于测试 激励和响应数据的测试性。它包括功能和结构的 合理划分、测试可控性和可观测性、初始化、元 器件选用以及与测试设备兼容性等，即在系统和 设备硬件设计上要保证其有方便测试的特性。 它既支持机内测试（BIT），也支持外部测试 ,是满足测试性要求的基础。因此在测试性设计中 ，应尽早进行固有测试性的分析与设计，避免返 工和浪费。
该方法可能会需要额外的测试程序存储器。 此外，由于被测电路的类型不同，还可能 需要使用外部测试模块。该外部测试模块 是一个由中央处理单元CPU控制的电路， 用于控制和初始化位于微处理器模块内的 外围控制器件。
电子信息与自动化学院《智能仪器》
。
2018年11月5日
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（二）数字BIT
微诊断法
微诊断法是一种在微代码级别上进行微程 序设计实现的诊断BIT技术。与运行在 RAM或者ROM中的应用软件级别的BIT相
比较器BIT 在硬件设计中加入比较器，可以很容易 地实现多种不同功能的BIT电路。 通常都是将激励施加到被测电路CUT上， 然后将CUT的输出连同参考信号送入比较器 中；CUT的输出与参考信号进行比较之后， 比较器输出通过／不通过信号。 在某些应用中，CUT的输出必须经过额 外的信号处理电路进行处理之后才能接到比 较器上。
2.测试设备的分类
3.测试方案的组成
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四、可测试性设计的优缺点
优点 提高故障检测的覆盖率； 缩短仪器的测试时间； 可以对仪器进行层次化的逐级测试； 降低仪器的维护费用。 可测试性设计缺点 额外的软/硬件成本； 系统设计时间增加。
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一、固有测试性总体设计
模块划分 功能和结构设计 元器件选择
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二、通用设计准则
1.电子功能结构设计
2.电子功能划分 3.模拟电路设计 4.大规模集成电路、超大规模集成电路和微处理器设计 5.数字电路设计
6.测试点设计
7.传感器电路设计 9.指示器 10.连接器设计 11.兼容性设计
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三 智能BIT技术
常规BIT技术有以下两个方面问题：
功能相对简单，诊断技术单一， 诊断能力差；
虚警率高； 智能BIT主要研究内容 BIT智能设计 BIT智能检测 BIT智能诊断 BIT智能决策
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（二） 数字BIT
边界扫描测试技术实现
FF FF
输入
FF
CUT FF
输出
FF
测试数据输入TDI 测试时钟TCK 测试复位TRST 测试方式选择TMS 电子信息与自动化学院《智能仪器》
测试控制
测试数据输出TDO
2018年11月5日 25（三）模拟BIT
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二、常规BIT技术
（一）通用BIT技术
1.BIT通用设计性设计准则 2.BIT测试点的选择与配置 3.余度BIT技术 4.环绕BIT技术
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（二）数字BIT技术
板内ROM式BIT 微处理器BIT 微诊断法 内置逻辑块观察法 边界扫描BIT
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（二）数字BIT
板内ROM式BIT 板内只读存储器(on—board ROM)实现的机 内测试是一种由硬件和固件实现的非并行 式BIT技术。
该技术包括：将存储在ROM中的测试模式 施加到被测电路CUT中，然后将CUT的响 应与期望的正常响应GMR对比，据此给出 测试“通过/不通过(GO/NOGO)”输出信号。
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（二）数字BIT
微处理器BIT
微处理器BIT是使用功能故障模型来实现 的，该模型可以对微处理器进行全面有效 的测试。
(PRPG)；
● 复位BILBO 作为测试复杂数字电路的有效方法，通过使用伪随机模 式发生器PRPG和多输入信号特征寄存器MISR , BILBO, 可以进行信号特征分析。
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（二） 数字BIT
边界扫描测试技术
边界扫描技术是一种扩展的BIT技术。它在 测试时不需要其他的辅助电路，不仅可以测 试芯片或者PCB的逻辑功能，还可以测试IC 之间或者PCB之间的连接是否存在故障。边 界扫描技术已经成为VLSI芯片可测性设计的 主流，IEEE也已于1990年确定了有关的标准， 即IEEE1149.1。