Роль функционального тестирования при производстве электроники

Серийное производство — это финальный этап реализации проекта создания нового электронного продукта. Его целью является снижение себестоимости и повышение скорости выпуска готового изделия с одинаковым и предсказуемым уровнем качества. Несмотря на то, что сегодня производители используют современные автоматизированные линии монтажа, они могут выпускать бракованные изделия из-за неправильной настройки оборудования, дефектных компонентов и других ошибок производственного процесса. Неисправные или некорректно работающие устройства несут дополнительные затраты на ремонт, замену и компенсацию ущерба, нанесенного пользователю из-за простоя и другого вреда.

Для того чтобы снизить риски, производители стараются сделать так, чтобы брак был выявлен и исправлен до того, как устройство попадет в руки пользователей. Для этого применяются следующие методы тестирования:

• визуальный автоматизированный контроль с использованием оптических систем на разных этапах монтажа печатных плат;
• внутрисхемная проверка компонентов для анализа электрических параметров отдельных участков;
• периферийное сканирование микросхем.

Перечисленные методики позволяют оценить качество производства печатных плат и монтажа компонентов. Этого достаточно, когда устройство работает автономно и не связано с внешними системами. Если оно взаимодействует с другими устройствами или компонентами программно-аппаратных систем, то для проверки корректности функционала необходимо имитировать окружение устройства и проверить, что оно действует так, как было задумано. Такой процесс называется функциональным тестированием.

Функциональное тестирование может выполняться ручным или автоматизированным способом с помощью специального оборудования. Соотношение используемых методов зависит от технических требований к устройству и стоимости организации процесса тестирования.

Главным преимуществом методики функционального тестирования является возможность проверить устройство в условиях, максимально приближенным к реальным. Например, при разработке модема в процессе функционального тестирования проверяется его подключение к серверу и обмен данных. Это позволяет избежать ситуаций, когда печатный узел работает исправно, но часть функций не работает.

Недостаток способа кроется в его стоимости. Во-первых, для того, чтобы устройство можно было тестировать, оно должно соответствовать принципам DFT (Design For Testability). Это повышает требования к конструкции и программной части устройства, что делает процесс разработки дольше и сложнее. Во-вторых, функциональное тестирование требует дополнительных затрат на ручной труд, закупку оборудования, изготовление и обслуживание тестовых стендов. Всё это в итоге отражается на себестоимости устройства. В некоторых случаях, производители отказываются от этого типа проверки, так как она значительно удорожает конечный продукт и делает его непривлекательным для клиентов.

Функциональное тестирование требует тесного взаимодействия разработчиков и производства. Для того чтобы работники фабрики знали, что и как тестировать, команде разработки необходимо описать процедуру для проверки функционала и сконструировать средства тестирования, а затем совместного с технологом внедрить их в производственный процесс.

Основная идея тестирования электроники — это баланс между затратами на поиск и локализацию дефектов и ресурсами, направленных на устранение последствий некорректной работы.