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1、機(jī)內(nèi)測試（BIT）技術(shù)貴州航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院李強(qiáng)2009-12機(jī)內(nèi)測試技術(shù)的概念機(jī)內(nèi)測試(Built-inTest，簡稱BIT)技術(shù)是系統(tǒng)、設(shè)備內(nèi)部提供的檢測、隔離故障的自動測試能力，是復(fù)雜系統(tǒng)或設(shè)備整體設(shè)計(jì)、分系統(tǒng)設(shè)計(jì)、狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷和維修決策等方面的關(guān)鍵共性技術(shù)。機(jī)內(nèi)測試技術(shù)的作用一般來說BIT具有以下幾個方面的重要作用：①提高診斷能力：具有良好層次性設(shè)計(jì)的BIT可以測試芯片、電路板、系統(tǒng)各級故障，實(shí)現(xiàn)故障檢測、故障隔離自動化；②簡化設(shè)備維修：BIT的應(yīng)用可以大量減少維修資料、通用測試設(shè)備、備件補(bǔ)給庫存量、

2、維修人員數(shù)量；③降低總體費(fèi)用：BIT雖然在一定程度上增加了產(chǎn)品設(shè)計(jì)難度和生產(chǎn)成本，但綜合試驗(yàn)、維修、檢測和提高產(chǎn)品可靠性、可用性等各個方面來看，能顯著降低產(chǎn)品全壽命周期費(fèi)用。機(jī)內(nèi)測試技術(shù)的作用美國海軍對飛機(jī)的調(diào)查研究資料表明，若對F/A-18、F-14、A-6E、S-3A四個機(jī)種的239項(xiàng)關(guān)鍵產(chǎn)品的測試性、可靠性、維修性進(jìn)行BIT技術(shù)改造，將減少維修費(fèi)用30%。美國ITT公司生產(chǎn)的新一代SPS-48E型雷達(dá)采用BIT技術(shù)，使系統(tǒng)試驗(yàn)時間減少了50%，設(shè)備安裝時間縮短了50%，人員培訓(xùn)課時間減少了25%。機(jī)內(nèi)測試技

3、術(shù)的實(shí)現(xiàn)微電子技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入超大規(guī)模集成電路（VLSI）時代。隨著芯片電路的小型化及表面封裝技術(shù)（SMT）和電路板組裝技術(shù)的發(fā)展，使得傳統(tǒng)測試技術(shù)面臨著巨大的挑戰(zhàn)。在這種情況下,為了提高電路和系統(tǒng)的可測試性，聯(lián)合測試行動小組（JTAG）于1987年提出了一種新的電路板測試方法——邊界掃描測試，并于1990年被IEEE接納，形成了IEEE1149.1標(biāo)準(zhǔn),也稱為JTAG標(biāo)準(zhǔn)]。這種技術(shù)以全新的“虛擬探針”代替?zhèn)鹘y(tǒng)的“物理探針”來提高電路和系統(tǒng)的可測性。由于JTAG標(biāo)準(zhǔn)的通用性很好,現(xiàn)在許多IC公司都提供了支持邊界掃描

4、機(jī)制的IC芯片，甚至部分FPGA和CPLD芯片也采用了這一技術(shù)。機(jī)內(nèi)測試技術(shù)的實(shí)現(xiàn)邊界掃描期間置換用同功能的邊界掃描期間置換原器件從而使其所在電路板包含邊界掃描結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)電路板信息的可控和可觀測。板級邊界掃描結(jié)構(gòu)置入采用具有邊界掃描功能的FPGA和CPLD芯片進(jìn)行設(shè)計(jì)置入。（無同功能器件置換時采用）國外BIT技術(shù)發(fā)展情況國外的BIT技術(shù)研究主要由大型航空公司（如波音公司、休斯公司和格魯曼公司）和軍火生產(chǎn)企業(yè)（如瑞士的厄里空—康特拉夫斯公司）發(fā)起。其理論和技術(shù)都代表了世界領(lǐng)先水平。國外最早制訂BIT設(shè)計(jì)規(guī)范的是美國

5、航空無線電公司，它制定的ARINC604《BITE設(shè)計(jì)和使用指南》和ARINC624《機(jī)載維修設(shè)計(jì)指南》為美國民用飛機(jī)的BIT規(guī)范化設(shè)計(jì)和推廣應(yīng)用發(fā)揮了重要作用。國外BIT技術(shù)發(fā)展情況上世紀(jì)70年代后期，美國國防部率先制訂了軍用裝備的BIT設(shè)計(jì)指南，用于統(tǒng)一武器裝備的BIT設(shè)計(jì)規(guī)范。1978年美國國防部頒發(fā)的MIL—STD—471A通告2——《設(shè)備或系統(tǒng)的BIT、外部測試、故障隔離和測試性特性要求的驗(yàn)證及評價(jià)》規(guī)定了測試性的驗(yàn)證及評價(jià)方法及程序。國外BIT技術(shù)發(fā)展情況1983年美國國防部頒發(fā)的MIL—STD—47

6、0A《系統(tǒng)及設(shè)備維修性管理大綱》特別強(qiáng)調(diào)測試性是維修性大綱的一個重要組成部分，承認(rèn)BIT不僅對維修性設(shè)計(jì)特性影響重大，而且影響到武器系統(tǒng)的采購及全壽命周期費(fèi)用。以上軍標(biāo)的制訂和執(zhí)行使得BIT技術(shù)在上世紀(jì)80年代迅速地應(yīng)用于飛機(jī)、艦船、戰(zhàn)車等領(lǐng)域。90年代美軍新一代裝備從系統(tǒng)設(shè)計(jì)研制開始就非常重視BIT技術(shù)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，使得美軍新一代武器裝備的維修性、測試性及戰(zhàn)備完好性都上了一個新臺階。國內(nèi)BIT技術(shù)發(fā)展情況我國BIT技術(shù)的起步大致從20世紀(jì)80年代中后期開始。如611所的“BIT技術(shù)在非電子系統(tǒng)和設(shè)備中的應(yīng)用研究

7、”；301所、628所和北京航空航天大學(xué)合作出版了有關(guān)BIT、測試性專著，并開發(fā)了BIT、測試性分析軟件；28所正在制定“指揮自動化系統(tǒng)監(jiān)控BITE行業(yè)規(guī)范”。國內(nèi)BIT技術(shù)發(fā)展情況國內(nèi)目前對BIT的研究和應(yīng)用主要集中在型號任務(wù)中，特別是在雷達(dá)系統(tǒng)和機(jī)載設(shè)備中已取得了良好效果，而對BIT基礎(chǔ)理論和方法研究相對薄弱[1]，對BIT的研究大致處于美國20世紀(jì)90年代初期水平。目前，我國制導(dǎo)BIT分析、設(shè)計(jì)、驗(yàn)證和管理的國軍標(biāo)GIB2547《裝備測試性大綱》已經(jīng)頒發(fā)，為武器裝備研制規(guī)定了明確的BIT指標(biāo)（如故障檢測率、

8、故障隔離率和虛警率等）。將極大地推動我國BIT技術(shù)的研究和應(yīng)用常規(guī)BIT技術(shù)余度BIT技術(shù)環(huán)繞BIT技術(shù)并行測試技術(shù)特征分析BIT機(jī)內(nèi)邏輯塊觀察技術(shù)掃描技術(shù)參數(shù)測試BIT電壓求和BIT編碼檢錯技術(shù)常規(guī)BIT技術(shù)的局限性由于常規(guī)BIT的理論局限性，電子設(shè)備的BIT虛警率一直居高不下。高虛警率不僅直接影響了BIT系統(tǒng)的有效性，而且會對系統(tǒng)任務(wù)的完成以及系統(tǒng)的可用性、維修和備件