汽車電子控制單元測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　SAE預(yù)測(cè)，到2010年，汽車中的電子設(shè)備平均將占到總價(jià)格的 40%!以美元為單位，2008年獨(dú)立半導(dǎo)體器件的銷售額約為200億(源自Databeans公司的市場(chǎng)調(diào)查)。這一數(shù)字因?yàn)楸娝苤脑蛟?009年將有所下降，但這是暫時(shí)性的，因?yàn)槠嚴(yán)锩嬉呀?jīng)再也不能沒有電子設(shè)備了。噴射系統(tǒng)，燃油控制，導(dǎo)航，安全系統(tǒng)全部在由電子設(shè)備控制。

　　所以，作為測(cè)試工程師，我們?cè)撊绾翁幚硐乱淮?b>汽車電子控制單元(ElectronicControl Unit，ECU)裝配之前的復(fù)雜測(cè)試呢?什么樣的測(cè)試系統(tǒng)——我要強(qiáng)調(diào)的是“系統(tǒng)”，沒有任何單一的ATE平臺(tái)能夠完成所有的測(cè)試工作——是最合適的。在這篇短文中，我將努力使您更加了解各種應(yīng)用與測(cè)試策略。至少我希望幫助您理清思路，這樣您可以更加準(zhǔn)確地向系統(tǒng)集成商和/或ATE供應(yīng)商提問，并幫助您作出正確的選擇。

　　產(chǎn)品開發(fā)

　　當(dāng)然，所有新設(shè)計(jì)的產(chǎn)品在發(fā)布之前都要經(jīng)過驗(yàn)證與測(cè)試。在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試策略中HILs(Hardware In the Loop)越發(fā)顯得重要。一般來講，這是主要用于測(cè)試ECU在遇到外部故障情況時(shí)的響應(yīng)，一般故障包括：丟失信號(hào)，短路到地或Vbat，或是錯(cuò)誤數(shù)據(jù)。在 ATE行業(yè)中通常選擇故障注入開關(guān)系統(tǒng)(Fault Insertions switching system)實(shí)現(xiàn)這種測(cè)試。有幾家公司提供我上面提到的故障生成/注入的硬件設(shè)備。因?yàn)樵谄囍蠩CU的安全性至關(guān)重要，所以高水平的此類測(cè)試也同樣非常重要。

　　過程測(cè)試

　　在裝配和品質(zhì)測(cè)試的過程中，汽車工業(yè)在引進(jìn)新技術(shù)方面顯得有些保守。根據(jù)INEMI(International Electronics Manufacturing Initiative - http://www.inemi.org/)的報(bào)告，汽車工業(yè)在引進(jìn)小尺寸封裝的PCB方面落后于其它行業(yè)。主要的影響因素是使用環(huán)境——溫度范圍 -40~+250攝氏度(尾氣傳感器的工作溫度可達(dá)580攝氏度)，多G的震動(dòng)都要求其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要遠(yuǎn)高于一般行業(yè)，如家用電腦。原器件密度也同樣比其它消費(fèi)產(chǎn)品低很多。另外，在未來一段時(shí)間內(nèi)，汽車上的大部分時(shí)鐘也不會(huì)超過150MHz，測(cè)試點(diǎn)仍舊是在機(jī)械和電氣上可觸及的形式。這些信息表明ICT測(cè)試(In-circuit testing在線測(cè)試)在未來幾年內(nèi)仍將在裝配線上占據(jù)重要位置。

　　AOI(Automated Optical Inspection自動(dòng)光學(xué)檢查)也很重要。對(duì)于電氣連接受限的ECU，AOI是最經(jīng)濟(jì)的加工測(cè)試方法。由于汽車ECU通常包含很多大功率——同時(shí)也是大尺寸的——器件如繼電器、線圈等，所以光學(xué)檢測(cè)時(shí)相機(jī)的高度和對(duì)ECU上大小器件同時(shí)對(duì)焦的能力非常重要。

　　出于質(zhì)保和可靠性的考慮，在汽車工業(yè)中也非?？粗匕袮XI(Automatic X-Ray Inspection自動(dòng)X射線檢測(cè))做為測(cè)試策略的一部分。因?yàn)锽GA封裝的器件引腳數(shù)很多，所以驗(yàn)證所有引腳都焊接牢固非常重要，特別是對(duì)于那些涉及到安全性的ECU：如ABS防抱死系統(tǒng)、安全氣囊控制器、主動(dòng)式安全系統(tǒng)和線傳控制(X by Wire)等。因?yàn)槠嚨霓D(zhuǎn)向和剎車(即將實(shí)現(xiàn))全電子控制，所以在不遠(yuǎn)的將來，這些測(cè)試將至關(guān)重要。

　　因?yàn)楣鈱W(xué)檢查看不到BGA芯片底下的部分，而且事實(shí)上不是所有的I/O都有引出端，所以AXI在測(cè)試策略中的重要性日益提高。盡管受到2008和2009經(jīng)濟(jì)衰退的影響，全世界年均新購的汽車數(shù)量仍高達(dá)5千萬輛(數(shù)據(jù)源自Automotive News – http://www.autonews.com/)。

　　目前的 AXI系統(tǒng)檢測(cè)速度很低(3D X射線檢測(cè)約為0.6平方英寸/秒，2D X射線檢測(cè)約為6平方英寸/秒)。如果提高檢測(cè)速度則ATE制造商也要相應(yīng)提高設(shè)備的分析速度，由此導(dǎo)致的成本上升在對(duì)成本敏感的汽車業(yè)中也是個(gè)重要的考慮因素。在很多情況下，可以通過對(duì)ECU進(jìn)行部分X射線檢測(cè)，對(duì)其它部分采用AOI或ICT檢測(cè)的方式以保證生產(chǎn)線的效率。