功用测验是为验证整体功用和校准信息等高风险认证。功用测验又受吞吐量、待测单元规划、内置自检等要素的约束。信号办理体系一向得不到注重，本文就针对功用测验的信号办理体系进行详细的解析。
一个常常得不到满足注重的范畴是“信号办理”，基本上便是用于测验的信号开关体系的规划和/或装备。信号办理答应体系同享测验资源，并行测验多个UUT。经过正确装备的信号办理，有助于最大程度地减小主动测验设备(ATE)的外形尺度，从根本上节约本钱。
UUT的测验要求是什么？
在了解规划和工艺以及信号办理之前，应该先了解UUT。这包含产品类型、装备(单个PCB，预制PCB，终究产品)、测验标准、规划的测验点/焊盘尺度、预期数量(每线/天/班等)和预期的毛病频谱。
明显我没有包含“预算”在内。但在了解它之前，你无法确认测验需求花多少本钱。只需知道了测验UUT需求什么时，你才干开端出资商洽。也只需到那时，你才干达到必要的折衷。
高I/O数量和功用
每个UUT越来越多的功用，加上不断缩小的尺度使得问题更多。因为PCB尺度很小，这些器材或许还在货架上就要进行测验了。因而，要么有一套并行仪器，要么经过信号办理将仪器衔接到需求测验的UUT。
元件密度对功用测验来说好像不是问题。究竟这儿首要关怀的是“什么信号进入，什么信号输出。”尽管这么说太简略化了，但一般是这个道理。给UUT输入端施加鼓励信号后，应输出特定的数据集。
但元件密度是其间一个要素，原因有几个方面。首要，更高密度意味着广泛的功用——即杂乱功用，高I/O数量，或两者的组合。看过图1所示的PCB样品后，你有必要首要答复这些问题：I/O数量是多少？衔接器上有什么类型的信号(数字/模仿)？要求什么样的仪器？有必要进行校准吗？确诊要害吗？勘探是人工仍是机器人做？会运用主动的处理器吗？所用的I/O衔接器便利勘探或衔接吗？
图1：不断提高的封装密度或许导致更多的I/O。
一旦咱们了解了这些问题，咱们就能够检查信号办理装备了。但在持续评论之前，让咱们先看看可用的一些信号开关挑选。
信号开关类型
简略地说，开关便是接通/堵截衔接。单刀单掷(SPST)、双刀双掷(DPST)和其它开关装备被用于衔接包含电源、负载和机械致动器等元器材，如图2所示。在大多数情况下，首要问题在于电压、电流和功耗——带宽在这类运用中基本上不成问题。
复用器用来将单台仪器或鼓励信号路由到UUT上的多个衔接，一次一个衔接——见图3。给多个测验点同享单个源或反过来给多个源同享单个测验点是十分灵敏且极具本钱效益的。相同，电压、电流和功耗以及并发衔接数量都是有必要要考虑的参数。在大多数情况下，复用器的频率呼应也很重要。
图3：由99个杂乱器组成的双极点比如。
在许多运用中最灵敏的开关解决方案是交叉点矩阵。如图4所示，矩阵其实是一连串的继电器，它们将特定的Y轴电气衔接与适宜的X轴衔接连在一起。经过闭合正确的继电器，现实上恣意Y轴衔接都能衔接到恣意X轴衔接。多个并发衔接也是答应的。这是最简单的衔接完结办法。
图4：开关矩阵能够完结正确的衔接。
但矩阵也有它们的约束。第一个问题是带宽。大多数矩阵的带宽是受限的，因为或许衔接的数量和或许很长的未端接信号会构成有害的“天线”，或“分支长度”，从而约束矩阵的频率呼应。
运用矩阵时要考虑的别的一件事是本钱的添加。在UUT和一台仪器或一连串仪器之间生成一切或许的衔接的才干要求许多继电器！举例来说，假如你想要将一个四线丈量设备衔接到96个或许的衔接，你或许需求多达1536个继电器！
体系装备
现在咱们现已深化了解了测验要求和可用的信号开关源。下面让咱们考虑一下怎么完结信号办理。
假如看过图5，你就能见到典型的体系框图——PC操控器、鼓励和呼应仪器。信号办理子体系坐落接口测验适配器(ITA)和仪器之间。
图5：典型的测验体系框图。
规划测验体系时遇到的第一个问题是仪器在UUT和信号办理体系之间是怎么互连的。本文供给了两种不同的架构。
图6：信号经过测验夹具。
图6显现了一种“直通”装备。这个规划将体系中的仪器衔接到接口测验适配器(ITA)。为了将仪器衔接到信号办理，它们经过内部连线衔接到测验夹具。这种装备能够经过修正测验夹具从头装备测验体系，因而是最灵敏的。缺陷是连线长度太长。别的，每个信号需求经过ITA三次才干衔接到UUT，这不只添加了损耗，并且会影响信号完整性。
图7：硬连线装备。
图7显现了一种硬连线装备。在这个设备中，仪器被直接连线进信号办理体系。这种规划能够办理信号长度，保证最好的信号完整性。缺陷是从头装备要求从头规划测验体系，约束了灵敏性。
挑选大规模互连
说到互连，假如测验体系是要测验许多不同的UUT，那就能够考虑大规模互连体系，也称为接口测验适配器(ITA)。一个规划杰出的ITA体系能够供给共同的成果，并且很便利地改动UUT。但请记住，添加额定的衔接，会添加电阻和插入损耗，一切这些要素都或许改动测验参数。依据详细运用，你或许需求评价ITA内的衔接：这些衔接是硬连线吗？是否有专门规划的PCB用于操控信号途径和阻抗？后者当然会添加本钱，但关于准确测验而言或许是必需的。因而，测验预算必定要坚持必定的灵敏性。
什么会犯错？
最常见到的过错是在装备测验体系时没有考虑总的标准方针。例如，丈量通道或许有必要出现特定的特性：线路损耗、%&&&&&%等。装备体系的工程师只重视了开关子体系的功用方针，而忽视了电缆和衔接器以及仪器特性都会影响丈量通道功用的现实。
别的一个问题关乎被开关的信号。许多时分测验工程师会讹夺开关体系在“冷开关”(在UUT加电前闭合和断开继电器)和“热开关”(在UUT加电后闭合和断开继电器)时的功用方针。热开关时的电流额定值一般大约是冷开关时的一半——企图对太高电流进行热开关或许导致开关体系损坏。
确诊
在大多数情况下，功用测验是经过/不经过操作。然而在一些工业范畴，功用测验退回到了制作进程中。一些制作商在PCB阶段乃至在拼装进程中做一些要害的丈量。
这是因为今日的电子设备具有一次性特点，规划为廉价性安装，并且不能被拆解。因而在终究测验之前验证功用能够防止返工，削减潜在的作废或许。信号办理体系能够主动化并加快出产进程中测验期间的校准。
勘探PCB
假如规划要求勘探UUT以便校准或验证，那么必需供给满足的测验点。可是勘探一个20mil器材的J型引线不是十分有作用。BGA是不或许的。鉴于今日的封装密度，测验焊盘几乎是不或许供给的。别的，总线速度也会因为这么大的测验焊盘遭到损伤。明显，测验夹具能够愈加准确地用于更小方针，但也愈加贵重。为了尽或许削减对UUT的加载影响，在本例中匹配所用的信号开关很重要。
主动仍是人工测验？
跟着数量和每线比特速率的添加，或许你想知道测验进程完结主动化的或许性。主动化的功用性测验本质上不需求加载/卸载时刻，能够削减对额定测验体系的需求。
信号办理在这种情况下是一种平衡的做法。同享资源能够极大地下降测验本钱。
但当功用测验体系有必要跟上线路比特率时，这或许是个问题。在这种情况下，看看什么样的测验进程能够并行完结。别的，假如UUT是在货架上做测验的，那么将测验分开来做是很有优点的。举例来说，在有6个UUT的货架中，你能够对前3个UUT做Test#1，对后3个UUT做Test#2，然后运用信号办理将测验再反过来做一遍。
操作员技巧水平
校准或确诊时进行勘探几乎是有必要的。因而或许要求操作人员拜访测验点。只需有或许，都要保证测验点有明晰的符号。
要问的问题包含：探针大于测验点吗？
会不会存在探针短路多个测验点并损坏UUT的风险？
有电击风险吗？一般操作员能够快速辨认测验点并进行勘探吗？操作员需求在一个测验点上坚持探针不动多长时刻才干得到准确的读数？
问询以上问题或许迫使测验工程师评价测验探针类型、修正文档以更好地辨认测验点，乃至改动操作员的资质。别的一种办法是将信号办理施加到详细运用，并完结勘探进程的主动化。
