20090909手机硬件测试技术培训演示稿

手机硬件测试技术 李文角2009 09 09 2020 4 12 2 培训大纲 硬件测试概述硬件测试参考的技术标准测试前准备硬件测试的种类硬件测试级别测试效果评估测试规范的制定测试人员的培养 2020 4 12 3 1 硬件测试的目的 测试的目的决定了如何去组织测试 如果测试的目的是为了尽可能多地找出错误 那么测试就应该重点针对设计比较复杂的部分 或是以前出错比较多的位置 如果测试的目的是为了给最终用户提供具有一定可信度的质量评价 那么测试就应该重点针对实际应用中会经常用到的商业假设 硬件测试概述 2020 4 12 4 2 硬件测试的目标 产品的零缺陷实现产品零缺陷的保障 产品的零缺陷构筑于最底层的设计 源于每一个函数 每一行代码 每一个单元电路 每一个电信号 测试就是要排除每一处故障和每一处隐患 从而保证一个零缺陷的产品 所以说MTBF MeanTimeBetweenFailure平均无故障时间 不是算出来的 而是设计出来的 硬件测试概述 2020 4 12 5 3 硬件测试的关注点 产品规格功能的实现性能指标可靠性可测试性可用性 硬件测试概述 2020 4 12 6 4 硬件测试的意义 测试并不仅仅是为了找出错误 通过分析错误产生的原因和错误分布的特征 可以帮助项目管理者发现当前设计过程的缺陷 以便改进 同时 通过分析错误产生的原因和错误分布的特征也能帮助我们设计出有针对性的检测方法 改善测试的有效性 没有发现错误的测试也是有价值的 完整的测试是评定产品质量的一种方法 硬件测试概述 2020 4 12 7 5 硬件测试在企业价值链中的地位 采购 研发 测试 生产 销售 测试是每项成功产品的必经之路 硬件测试概述 2020 4 12 8 6 目前业界硬件测试的开展状况 随着质量的进一步要求 硬件测试工作在产品研发阶段的投入越来越受到重视 许我知名的国际企业 测试人员的数量远大于开发人员 而且对于硬件测试人员的技术水平要求有些甚至高于研发人员 硬件测试概述 2020 4 12 9 培训大纲 硬件测试概述硬件测试参考的技术标准测试前准备硬件测试的种类硬件测试级别测试效果评估测试规范的制定测试人员的培养 2020 4 12 10 1 技术标准的分类 国际标准 或建议 由国际标准化组织制定 国家标准 对于需要在全国范围内统一的技术要求 行业标准 对于无国家标准而需要在行业范围内统一的技术要求 地方标准 由于国家标准和行业标准某些方面规定不可能非常具体 在符合国标 行标的前提下 可制定地方标准 企业标准 无国标 行标情况下 企业应制定内部标准 做为组织生产的依据 对于有国标 行标的 也鼓励企业制定高 严 于国标 行标的企业标准 硬件测试参考的技术标准 2020 4 12 11 2 通信技术标准对于测试的指导意义 测试是为了保证产品符合标准的 是高质量的 所以各类标准就是测试的重要参考准则 切记标准是原则性的 所以对产品质量不能是人为评估 要用标准说话 用标准衡量 通信标准指明了产品质量要求 也给出了发展方向 对测试水平的要求也越来越高 硬件测试参考的技术标准 2020 4 12 12 3 GSM手机硬件测试主要参考标准 ETSITS100607 1 GSM11 10 1 pdfYD T1215 2006900 1800MHzTDMA数字蜂窝移动通信网通用分组业务 GPRS 设备测试方法移动台 pdfYD T1484 2006移动台空间射频辐射功率和接收机性能测量方法 pdfYD T1538 2006数字移动终端音频性能技术要求和测试方法 pdfYD1032 2000900 1800MHzTDMA数字蜂窝移动通信系统电磁兼容性限值和测量方法 pdfYD T1539 2006移动通信手持机可靠性技术要求和测试方法 pdfYD 1268 2003中华人民共和国通信行业标准 移动通信手持机锂电池与充电器的安全要求和试验方法 PDF pdfYD T1591 2006 移动通信手持机充电器及接口技术要求和测试方法 pdf 更多的请查阅 X3000 部门 测试部 硬件测试 1硬件及环境可靠性测试国家 行业标准 硬件测试参考的技术标准 2020 4 12 13 培训大纲 硬件测试概述硬件测试参考的技术标准测试前准备硬件测试的种类硬件测试级别测试效果评估测试规范的制定测试人员的培养 2020 4 12 14 1 FMEA定义 测试之前首先要全面了解我们产品的工作原理 功能以及可能有哪些潜在的失效模式 失效后会产生何种影响 FMEA FailureModeandEffectsAnalysis失效模式与影响分析 在设计和制造产品时 通常有三道控制缺陷的防线 1 避免或消除故障起因 2 预先确定或检测故障 3 减少故障的影响和后果 FMEA正是帮助我们从第一道防线就将缺陷消灭在摇篮之中的有效工具 FMEA是一种可靠性设计的重要方法 它实际上是FMA 故障模式分析 和FEA 故障影响分析 的组合 它对各种可能的风险进行评价 分析 它是一个 事前的行为 而不是 事后的行为 测试前准备 2020 4 12 15 2 FMEA的类别 无论是产品设计或者是过程设计 FMEA所关注的主要是策划和设计的过程 但随着其使用的场合不同又有不同的区分 常见的FMEA类别有 DFMEA 设计FMEAPFMEA 过程FMEAEFMEA 设备FMEASFMEA 体系FMEA 测试前准备 2020 4 12 16 3 FMEA过程顺序 测试前准备 系统有哪些功能 特征 需求条件 会有哪些错误 发生错误会有多惨 那些错误是什么造成的 发生之频率 有哪些预防和检测 检测方法能多好程度 我们能做什么 设计变更 过程变更 特殊控制 改变标准程序或指南 2020 4 12 17 4 FMEA的执行方法 通常采用表格的方式实行 包含如下要素 1 功能要求 填写被分析过程 或工序 的简要说明和工艺描述 2 潜在失效模式 记录可能会出现的问题点 3 潜在失效后果 推测问题点可能会引发的不良影响 4 严重度 S 评价上述失效后果并赋予分值 1 10分 不良影响愈严重分值愈高 5 潜在失效起因或机理 潜在问题点可能出现的原因或产生机理 6 频度 O 上述潜在失效起因或机理出现的几率 1 10分 出现的几率愈大分值愈高 7 现行控制 列出目前本企业对潜在问题点的控制方法 8 探测度 D 在采用现行的控制方法实施控制时 潜在问题可被查出的难易程度 1 10 查出难度愈大分值愈高 9 风险优先数 RPN 严重度 频度 探测度三者得分之积 其数值愈大潜在问题愈严重 愈应及时采取预防措施 测试前准备 2020 4 12 18 4 FMEA的执行方法 续 10 建议措施 列出 风险顺序数 较高的潜在问题点 并制定相应预防措施 以防止潜在问题的发生 11 责任及目标完成日期 制定实施预防措施的计划案 12 措施结果 对预防措施计划案实施状况的确认 从上述内容不难看出 FMEA原理的核心是对失效模式的严重度 频度和探测度进行风险评估 通过量化指标确定高风险的失效模式 并制定预防措施加以控制 从而将风险完全消除或减小到可接受的水平 风险优先数 RPN 是严重度 S 频度 O 和控测度 D 的乘积 是一项制程风险的指针 当RPN较高时 设计小组应提出矫正措施来降低RPN数 一般实务上 还会特别注意注意严重度较高之失效模式 RPN S O D 测试前准备 2020 4 12 19 5 测试计划 测试计划一般应包含以下内容 测试对象要求 主板还是整机 数量 状态要求 测试项目要求 哪个阶段要求做哪些测试 可选或不需测试的项目需有筛选原则 参考标准要求 指定测试要求达到什么要求 工作量的评估测试任务安排 具体的测试申请中 QR GW 04 004 项目系统测试验证计划 V1 1 20090610 xls 测试前准备 2020 4 12 20 6 测试用例 测试用例更多的是要描述测试数量 测试设备 测试方法 测试步骤 测试的预期效果 需要达到的具体指标 测试用例是直接用来指导测试的 所以对测试项目的描述需要更加具体 更便于参考操作 一个好的测试用例是在于它能发现至今未发现的错误 测试前准备 2020 4 12 21 7 测试环境的搭建 测试环境的搭建主要考虑以下几个因素 测试设备的技术参数符合性气候环境的符合性 温 湿度 气压 噪音干扰的问题电磁干扰的问题一个稳定 可重复的测试环境有三个好处 能够保证达到测试执行的技术需求 能够保证测试结果的正确性 能够保证测试结果的可重复性 测试前准备 2020 4 12 22 培训大纲 硬件测试概述硬件测试参考的技术标准测试前准备硬件测试的种类硬件测试级别测试效果评估测试规范的制定测试人员的培养 2020 4 12 23 1 基本指标测试 信号质量测试 信号质量测试基本的信号质量测试是通过测试单板的各种信号质量 根据信号的种类不同 用不同的指标来衡量信号质量的好坏 并对信号质量的分析 发现系统设计中的不足 测试仪器 示波器时钟信号质量测试 测试指标1 边沿单调性和上升 下降时间 2 高电平过冲和低电平过冲 3 毛刺 4 周围 相邻 信号的串扰 5 时钟频率 6 占空比 7 信号电平 硬件测试的种类 2020 4 12 24 1 基本指标测试 信号质量测试 续 数据和地址信号质量测试 测试指标1 高电平过冲和低电平过冲 2 最低高电平和最高低电平 3 上升和下降时间 4 毛刺 5 周围 相邻 信号的串扰 电平控制信号质量测试 测试指标1 最低高电平和最高低电平 2 信号电平测试 3 工作电平脉宽 4 毛刺 5 边沿的单调性 6 串扰 硬件测试的种类 2020 4 12 25 1 基本指标测试 信号质量测试 续 差分传输信号质量测试 测试指标1 差分信号边沿单调性和上升 下降时间 传输时钟信号 2 差分信号高电平过冲和低电平过冲 3 差分信号最低高电平和最高低电平 4 单端信号最低高电平和最高低电平 地噪声测试 测试指标1 地线噪声的幅度 INSTRVU观察 2 如果呈现周期变化 测试与相邻可能引起串扰信号之间的相位关系 电源噪声和纹波 测试指标1 纹波峰值的大小是否符合器件要求 2 如果呈现周期变化 测试与相邻可能引起串扰信号之间的相位关系 硬件测试的种类 2020 4 12 26 1 基本指标测试 信号质量测试 续 硬件测试的种类 2020 4 12 27 1 基本指标测试 时序测试 时序测试信号的完整性包含两个方面的内容 一个是独立信号的质量 另一个就是信号的时序 对板内信号时序进行测试 验证信号实际时序关系是否可靠 是否满足器件要求和设计要求 分析设计余量 评估单板工作的可靠性 测试仪器 示波器 逻辑分析仪 硬件测试的种类 2020 4 12 28 1 基本指标测试 时序测试 续 硬件测试的种类 2020 4 12 29 2 功能测试 功能测试是根据硬件详细设计规格中所提及的功能规格进行测试 验证设计是否满足要求 功能测试是系统功能实现的基本 是要严格保证测试通过率的 硬件测试的种类 2020 4 12 30 3 性能测试 验证设备在输入条件允许变化的范围内 设备是否正常工作 各项指标是否正常 包括正常条件 极限条件 容限测试 找出能使设备工作常的变化范围 目的是通过测试知道我们的设备到底在什么样的条件下才能够正常工作 薄弱环节到底在哪里 硬件测试的种类 2020 4 12 31 4 容错测试 容错测试主要是通过一些非法操作或输入异常条件来验证系统是否有足够的保护能力 以及在外部异常恢复后是否有恢复正常的能力 容易测试的项目主要通过FMEA来获得 比如说手机需要供电 供电会出现那些失效模式 我们就可以设计出一些如 过压 低压 反接等一系列的容错测试项目 容错测试一般允许出现一些异常 但是不能出现功能丧失或故障扩散等严重的安全隐患 硬件测试的种类 2020 4 12 32 5 长时间验证测试 和其它电子产品一样 我们的手机很多时候也是需要长时间运行的 所以进行长时间验证测试是很有必要的 某些器件应用不当的设计 在长时间的运行中 才更容易显露出问题 长时间运行才容易发生某些被忽略的偶然因素 容易发现某些潜在问题 硬件测试的种类 2020 4 12 33 6 一致性测试 一致性测试是指将不同批次的产品分别取样 进行测试验证 考查产品功能和性能方面的一致性测试 测试至少要包含3次以上不同器件批次和生产批次的产品 重点需验证长时间的稳定性是否一致 如果具备条件 需要验证环境变化时 如温度环境 各样品的一致性 硬件测试的种类 2020 4 12 34 7 可靠性测试 环境应力测试低温存储低温工作高温存储高温工作恒温恒湿温度循环温度冲击盐雾试验沙尘试验阳光老化 硬件测试的种类 2020 4 12 35 7 可靠性测试 续 机械应力测试微跌测试常温自由跌落低温自由跌落滚筒跌落载重试验弯折试验软压试验扭曲试验挤压试验随机振动拉力试验 硬件测试的种类 2020 4 12 36 7 可靠性测试 续 耐久性测试 寿命测试 按键寿命翻 滑 盖寿命触摸屏点击 划线 手写笔插拔电池 盖 拆装SIM卡 存储卡 拆装充电器 耳机 数据线 插拔背灯点亮寿命马达振动寿命SPK MIC REC 寿命 硬件测试的种类 2020 4 12 37 7 可靠性测试 续 表面处理测试RCA耐磨酒精耐磨人工汗液耐磨涂层硬度试验涂层附着力试验Lens耐磨Lens硬度化妆品试验 硬件测试的种类 2020 4 12 38 7 可靠性测试 续 HALTHALT定义 全称是HighlyAcceleratedLifeTest 即高加速寿命试验 是一种试验方法 思想 是一种发现缺陷的工序 它通过设置逐级递增的加严的环境应力 来加速暴露试验样品的缺陷和薄弱点 然后对暴露的缺陷和故障从设计 工艺和用料等诸方面进行分析和改进 从而达到提升可靠性的目的 HALT试验施加的应力和顺序 1 温度步进应力低温步进应力高温步进应力2 快速温度循环应力3 振动步进应力4 组合环境应力 硬件测试的种类 2020 4 12 39 7 可靠性测试 续 可靠性 指产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力 可靠性的概率度量称为可靠性度 可靠度R t 它是产品在规定条件和规定时间内完成规定功能的概率 MTBF MeanTimeBetweenFailure平均无故障时间 指相邻失效间隔工作时间的平均值 MTTF MeanTimeToFailure平均失效前时间 表示观察到下次失效的期望时间 MTTR MeanTimeToRestoration平均恢复前时间 它包括确认失效发生所必需的时间 以及维护所需要的时间 硬件测试的种类 2020 4 12 40 7 可靠性测试 续 可用度A Availability 指产品的工作时间与总时间之比 A MTBF MTBF MTTR 失效率 1 MTBF单位 FIT FailureInTime 1FIT 1failure 109deviceh 也就是说每10亿小时1次失效返修率 从失效率可算出一段时间的返修率 返修率 T T MTBF如 一年是8760小时 则年返修率 8760 8760 MTBF 硬件测试的种类 2020 4 12 41 7 可靠性测试 续 练习题某款手机主板的器件使用情况如下表 请计算该款主板的平均无故障时间 MTBF 可用度 A 年返修率 设 平均恢复前时间 MTTR 1小时 硬件测试的种类 2020 4 12 42 7 可靠性测试 续 习题答案 硬件测试的种类 4000FITMTBF 1 1 4000 109 250000小时 28 54年A MTBF MTBF MTTR 250000 250000 1 99 9996 年返修率 T MTBF 8760 250000 3 5 2020 4 12 43 培训大纲 硬件测试概述硬件测试参考的技术标准测试前准备硬件测试的种类硬件测试级别测试效果评估测试规范的制定测试人员的培养 2020 4 12 44 1 黑盒测试与白盒测试 黑盒测试黑盒测试注重于测试功能性需求 将测试对象看成一个黑盒 对外只有输入 输出 设计黑盒测试用例只对于表现在外接口的各种输入 对不同的输入 测试其表现出来的输出 从而达到测试功能的目的 白盒测试白盒测试主要测试模块内部的逻辑细节 各个独立的逻辑路径 它是按照程序内部的结构测试程序 通过测试来检测产品内部动作是否按照设计规格说明书的规定正常进行 检验程序中的每条通路是否都能按预定要求正确工作 设计白盒测试用例需要构造到信号 逻辑或消息级 白盒测试和黑盒测试各有优势 设计测试用例时应结合使用 硬件测试级别 2020 4 12 45 2 单元测试 集成测试 系统测试 硬件测试按系统的复杂程度 一般分为 单元测试 针对独立功能单元的测试 集成测试 针对具有一定集成度的功能子系统的测试 系统测试 针对完整的系统整体的测试 硬件测试级别 2020 4 12 46 3 测试用例的级别 为了表明测试用例的重要性 测试用例可以分为4级 级别1 基本 该类用例涉及到系统基本功能 为基本通过准则 级别2 重要 该类用例涉及单个或部分产品特性 例如某新业务功能的应用 级别3 详细 该类用例仅影响某单项功能的某一细节 级别4 生僻 该类用例对应较生僻的预置条件和数据设置 如一些需要特殊条件才能引发故障的用例 硬件测试级别 2020 4 12 47 培训大纲 硬件测试概述硬件测试参考的技术标准测试前准备硬件测试的种类硬件测试级别测试效果评估测试规范的制定测试人员的培养 2020 4 12 48 1 评估的输入 测试报告 测试报告一般需要包含以下内容 测试产品名称 产品信息测试时间 地点 人员测试环境测试数据记录测试数据统计测试人员工作量统计测试项目通过情况统计缺陷 问题点 统计测试覆盖率统计 测试效果评估 2020 4 12 49 2 评估的内容 对测试对象的客观评价 给出被测试对象 产品 的客观评价对测试活动本身的评估 总结工作经验 评估工作量对测试设计的评估 对测试设计 策略 的改进建议和理由 测试效果评估 2020 4 12 50 3 关于测试覆盖率 根据信号统计 操作简单 易于统计 但是往往数值不准确 同实际数值偏差较大 不推荐作为主要的统计方法 根据器件统计 操作较为简单 原理科学 同实际情况最为接近 是常用的统计方法 测试效果评估 2020 4 12 51 4 关于产品故障率的统计 产品故障率是产品质量的直接反映 同采购 研发 测试 生产等环节都有密切关系 所以建立完善的故障统计流程 和相应的数据库是很有必要的 将产品在实验室 生产加工和市场应用中的各类问题进行统计 并归类分析 发现产品设计或生产中的薄弱环节 作为经验种累 从而达到避免问题的再次出现的效果 测试效果评估 2020 4 12 52 培训大纲 硬件测试概述硬件测试参考的技术标准测试前准备