《电力芯片电磁干扰与温度综合应力试验方法 第2部分：微控制器》

ICS

CCS

备案号：T/CEC

中国电力企业联合会标准

T/CECXXXX-20XX

电力芯片电磁干扰与温度综合应力试验方

法

第2部分：微控制器

Testmethodforelectromagneticinterferenceandtemperaturecomprehensivestress

ofpowerchips

Part2：Microcontrolunit

（征求意见稿）

20XX—XX—XX发布20XX—XX—XX实施

中国电力企业联合会发布

T/CECXXXX-20XX

电力芯片电磁干扰与温度综合应力试验方法第2部分：微控制器

1范围

本文件描述了电力用微控制器电磁干扰与温度综合应力试验的方法，规定了试验条件、试验设备、

试验布置、试验程序和试验报告的要求。

本文件适用于面向电力场景下的微控制器电磁干扰与温度综合应力试验及评价检测活动。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T4365-2003电工术语电磁兼容

GB/T4937.23半导体器件机械和气候试验方法第23部分：高温工作寿命

GB/T17626.4-2018电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验

GB/T17626.5-2019电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验

GB/T17626.18-2016电磁兼容试验和测量技术阻尼振荡波抗扰度试验

GB/T42968.1-2023集成电路电磁抗扰度测量第1部分：通用条件和定义

GB/T43034.3-2023集成电路脉冲抗扰度测量第3部分：非同步瞬态注入法

T/CECXXXX.1-20XX电力芯片电磁干扰与温度综合应力试验方法第1部分：通用要求

3术语和定义

GB/T4365-2003、GB/T42968.1和T/CECXXXX.1-20XX界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

受试器件deviceundertest；DUT

被评估的器件、设备或系统。

注：在本文件中，DUT指被试验的微控制器。

3.2

微控制器microcontrolunit；MCU

将微型计算机的主要部分集成在一个芯片上的单芯片微型计算机。

4符号和缩略语

下列符号及缩略语适用于本文件。

IDD0静态工作电流

P功耗

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T/CECXXXX-20XX

VIL输出低电平

VIH输出高电平

VDD电源电压

VDDIO引脚供电电压

ADC模拟数字转化器(Analog-to-DigitalConverter)

CAN控制器局域网总线（ControllerAreaNetwork）

GPIO通用型输入输出（General-purposeinput/output）

I2C（Inter-IntergratedCircuit）

MAC媒体访问控制(MediaAccessControl)

PWM脉冲宽度调制（PulseWidthModulation）

SPI串行外设接口（SerialPeripheralInterface）

UART通用异步收发器（UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter）

USB通用串行总线（UniversalSerialBus）

5试验条件

5.1概述

试验条件应满足T/CECXXXX.1-20XX中的规定及要求，此外，还应满足下列要求。

5.2供电电压

供电电压应设置为IC制造商规定的标称电压，允差为±5%。

6试验设备

6.1概述

试验设备应满足T/CECXXXX.1-20XX中的规定及以下要求。

6.2监测及激励设备

监测和激励设备应具备与DUT测试的所有接口，能够下发测试指令，确保DUT按照基本功能运行。

此外，监控及激励设备不应受到注入干扰信号的影响。监控及激励设备的设计可参照附录B。

6.3电磁温度综合应力实验板

应在试验报告中给出微控制器电磁温度综合应力实验板的描述，实验电路板的设计至少应包含以下

要求：

——提供微控制器运行的基本外围电路，以保障动态测试；

——提供电磁干扰注入接口，将所有被测引脚引出；

——提供微控制器运行及监测的接口，例如通信接口、电源接口及数据采集口等；

——提供芯片底座，便于DUT插拔；

——试验电路板和所有辅助测试的电路元件应具备耐高温性能；

——具备电磁干扰耦合网络；

耦合网络应满足T/CECXXXX.1-20XX中附录D和附录E的要求。对于两个以上引脚的电磁注入时，

可设计开关矩阵，实现引脚的切换功能。

5

T/CECXXXX-20XX

——具备电磁干扰去耦网络。

去耦网络应满足T/CECXXXX.1-20XX中附录D和附录E的要求。对于高速通信引脚，还需要额

外的去耦电路设计，以达到隔离度40dB的要求。此外，去耦网络不应影响电磁干扰的注入性能和外部

设备的正常工作。对于电源引脚，去耦网络应设计无源滤波电路，必要时可使用隔离电源；对于通信功

能引脚，去耦网络应至少采用磁珠和隔离芯片组成的两级滤波电路，去耦网络的下限截止频率需要大于

测试引脚的通信频率；对于其它引脚，可根据实际测试需求和芯片制造商的建议进行去耦网络设计。

7试验布置

试验布置应满足T/CECXXXX.1-20XX中第8章的规定及要求。

8试验程序

8.1概述

试验程序应满足T/CECXXXX.1-20XX中第9章的要求和规定，此外，还应满足下列要求。

8.2引脚选择方案

DUT的引脚，只要可以通过PCB走线或外部线缆连接至其它器件上的，都需要进行试验。对于具有

大量引脚的微控制器，根据引脚的类型和位置，仅选择有代表性的引脚进行试验。特殊功能引脚至少选

取一组，选多个引脚测试时，不同类型的引脚要至少间隔4个引脚的距离。

选取的引脚应包含但不限于以下引脚：

——供电引脚，包含电源引脚和地引脚；

——通用输入/输出功能引脚，如GPIO；

——基本通信功能引脚，例如CAN、UART、I2C和SPI等；

——特殊功能引脚，例如ADC、PWM等。

8.3DUT激励程序

被测微控制器为可编程芯片，试验过程中要求DUT处于正常运行状态，应写入基本的测试程序来

配置DUT，以达到测试需求，并且可以保障试验过程的稳定性与可复现性。应在试验报告中明确DUT

的配置及运行模式。

8.4DUT监测

应对DUT进行监测，目的是完整地确定其可靠性能。实施的监测不应影响DUT的可靠性能。

可使用监测及激励设备实现对DUT关键参数的监测。对于微控制器，取决于实现的功能或安装的软

件程序，其可产生不同的响应信号。应监测响应信号以表明微控制器是否敏感。响应信号应包括但不限

于以下基本特性：

——基本引脚的输入/输出电压；

——电源电压、工作电流及功耗（睡眠/运行）；

——引脚漏电流；

——引脚I/V特性曲线；

——芯片的运行状态（如通信误码率、工作中断等异常现象等）。

对于某些监测参数，需要将DUT冷却至室温进行测试，可使用示波器、电压表、逻辑分析仪、数据

分析仪等进行辅助监测。

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T/CECXXXX-20XX

对于所监测的响应信号，应按照数据手册的要求，单独定义微控制器在电磁和热应力试验下的失效

判定准则。

8.5失效判定

在DUT额定工作条件下多次测试其功能性能，若该DUT至少一个监测参数出现偏差，则判定该芯片

出现退化；若所监测参数超过规定允差，则判定该芯片失效。

9试验报告

试验报告应满足T/CECXXXX.1-20XX中的规定及要求，试验报告格式可参考本文件的附录C。

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附录A

（资料性）

通用试验项目

A.1概述

本附录给出了微控制器通用试验项目的建议。测试项目可分为电气参数测试和功能参数测试。电气

参数测试的对象为微控制器电源及GPIO引脚；功能测试的对象为微控制器的特殊功能引脚。

A.2电气参数测试

对于通用的微控制器，电气测试项目分别为电源电压测试、电流测试、功耗测试（睡眠/运行）以

及GPIO的输出的电平测试，具体参数指标（典型值及极限值）可参考被测芯片的数据手册。

监测及激励设备的电源接口与被测芯片的电源端口或GPIO口直接连接，为DUT提供直流电压源。

同时，监测和激励设备的采集接口读取DUT引脚的电压和电流。

表A.1给出了建议的电气参数测试项目。

表A.1电气参数测试项目

数据

参数符号单位备注/测试条件

Min.TypMax.

电源电压VDD参照数据手册V上下限点测试

VDD/25℃

静态工作电流IDD0参照数据手册mA具体需参照微控制器数据

手册

功耗P参照数据手册mW运行/睡眠

GPIO输出高低电平测试VIL/VIH0/0.7VDDIO/0.3VDDIO/VDDIOV上下限典型值各点测试

A.3功能参数测试

功能测试主要是测试被测芯片的功能，包含逻辑功能的正确性和数据传输过程中的误码情况。对于

电力用MCU，其功能接口主要为I2C、SPI、UART、USB、CAN、MAC网口、ADC和PWM接口

——对于通信类功能接口，包括I2C、SPI、UART、USB、CAN和MAC网口。在试验过程中，监测及

激励设备与被测芯片通信，向内置的存储器写入一定数量的数据，被测芯片接收该数据后再次将其转发

给检测及激励设备。监测及激励设备比较两次的数据内容，即可得到数据误码率。

——对于ADC功能接口，需要高精度直流电压源提供精确的输入电压，并与DUT的ADC功能接口相

连。ADC接口采集此输入电压，通过对比采集结果和输出结果，可以得到ADC功能接口的性能指标。

——对于PWM功能接口，其输出可连接至示波器，通过比较示波器的测试波形与PWM接口的输出波

形，即可得到PWM接口的性能指标。

表A.2给出了建议的功能参数测试项目，数据范围可参考数据手册或根据实际需求进行设定。

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表A.2功能参数测试项目

数据范围

测试功能参数符号测试条件

Min.TypMax.

最高速率通讯，单包发送1000Byte

I2C、SPI、UART、USB、

通讯误码率////数据，每隔6min发送1次，多次取

CAN和MAC

平均值

最高输出频率，连续输出，多次取平

PWM输出精度////

均值

ADC采集精度////最大采集位数，多次取平均值

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附录B

（资料性）

监测及激励设备

B.1概述

本附录给出了一种针对微控制器测试的监测及激励设备的设计。为了实现动态测试，监测和激励设

备应具备与DUT测试的所有接口，能够下发测试指令，确保DUT按照基本功能运行，同时能够显示DUT

的运行状态，及时反馈DUT的退化及失效情况。

B.2设计原理及示意图

监测及激励设备主要实现对被测芯片的功能、性能测试，主要包含所有的功能参数测试引脚（如

I2C、SPI、UART、USB、CAN和MAC等接口）和电气参数测试接口（如电源输出接口）。监控及激

励设备的原理示意图如图B.1中所示。

监测及激励设备的功能参数测试接口可与DUT的测试引脚接口建立通信连接。测试DUT的功能

参数时，只需要将相应的接口通过外接引线与电磁温度综合应力试验板的接口（由被测引脚引出的）相

连，然后监测与激励设备下发测试向量，启动测试。测试过程中，每隔三分钟获取DUT运行情况，包

含DUT的工作情况及通信误码等情况。DUT的运行状态应在监控及激励设备上显示并存储，便于测试

人员记录。

监控与激励设备的电源接口可输出高精度直流电源，为DUT的引脚提供直流电源输入，同时可回

读电流，完成DUT的电气参数的测试。

监测及激励设备应具备软件程序，软件程序包含所有接口的测试程序，插入相应测试接口时可自动

识别测试接口类型，完成测试程序下发。

图B.1监控与激励设备原理示意图

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附录C

（资料性）

试验报告

试验报告如表C.1所示。

表C.1试验报告

_______________电磁干扰与综合温度应力试验

测试人样品号

测试日期DUT基本信息名称

测试地点厂家及型号

DUT功能确认□已确认

电磁干扰信号发生器□已校准示波器□已校准

测试设备状态