硬件可靠性測試方法詳解
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以行業(yè)標準或者國家標準為基礎的可靠性測試。比如電磁兼容試驗、氣候類環(huán)境試驗、機械類環(huán)境試驗和安規(guī)試驗等。
企業(yè)自身根據其產品特點和對質量的認識所開發(fā)的測試項目。比如一些故障模擬測試、電壓拉偏測試、快速上下電測試等。
下面分別介紹這兩類可靠性測試。
1 基于行業(yè)標準、國家標準的可靠性測試方法
產品在生命周期內必然承受很多外界應力，常見的應力有業(yè)務負荷、溫度、濕度、粉塵、氣壓、機械應力等。各種行業(yè)標準、國家標準制定者給出了某類產品在何種應用環(huán)境下會存在多大的應力等級，而標準使用者要根據產品的應用環(huán)境和對質量的要求選定相應的測試條件即應力等級，這個選定的應力等級實質上就是產品測試規(guī)格。
在產品的測試階段，我們必須在實驗室環(huán)境下對足夠的測試樣本一一施加相應的應力類型和應力等級，考察產品的工作穩(wěn)定性。對于通信設備而言，常見的測試項目至少包括電磁兼容試驗、安規(guī)試驗、氣候類環(huán)境試驗和機械環(huán)境試驗，而上述四類測試項目還包含很多測試子項，比如氣候類環(huán)境試驗還包括高溫工作試驗、低溫工作試驗、濕熱試驗、溫度循環(huán)試驗等。此類測試項目還有很多，這里就不做詳細介紹。總的而言，所有的測試項目都屬于規(guī)格符合性測試（即PASS或者FAIL測試），試驗的目的都是模擬產品在生命周期內承受應力類型和應力等級，考察其工作穩(wěn)定性。
2 企業(yè)設計的可靠性測試方法
由于網絡產品的功能千差萬別，應用場合可能是各種各樣的，而與可靠性測試相關的行業(yè)標準、國家標準，一般情況下只給出了某類產品的測試應力條件，并沒有指明被測設備在何種工作狀態(tài)或配置組合下接受測試，因此在測試設計時可能會遺漏某些測試組合。比如機框式產品，線卡種類、線卡安裝位置、報文類型、系統(tǒng)電源配置均可靈活搭配，這涉及到的測試組合會較多，這測試組合中必然會存在比較極端的測試組合。再如驗證該機框的系統(tǒng)散熱性能，最差的測試組合是在散熱條件機框上滿配最大功率的線卡板；如果考慮其某線卡板低溫工作性能，比較極端的組合時是在散熱條件最好的機框上配置最少的單板且配置的單板功耗最小，并且把單板放置在散熱最好的槽位上。
總之，在做測試設計時，需要跳出傳統(tǒng)測試規(guī)格和測試標準的限制，以產品應用的角度進行測試設計，保證產品的典型應用組合、滿配置組合或者極端測試組合下的每一個硬件特性、硬件功能都充分暴露在各種測試應力下，這個環(huán)節(jié)的測試保證了，產品的可靠性才得到保證。
以下舉兩個例子來說明如何根據產品特點設計出可靠性測試方法。
2.1 實例一：包處理器外掛緩存（Buffer）的并行總線測試
為了應對網絡的突發(fā)流量和進行流量管理，網絡設備內部的包處理器通常都外掛了各種隨機訪問存儲器(即RAM)用來緩存包。由于包處理和RAM之間通過高速并行總線互連，一般該并行總線的工作時鐘頻率可能高達800Mhz，并且信號數量眾多，拓撲結構復雜，在產品器件密度越來越高的情況下，產品很可能遇到串擾、開關同步噪音（SSN）等嚴重的信號質量問題，針對上述可能遇到的問題，我們需進行仔細的業(yè)務設計，讓相應硬件電路的充分暴露在不利的物理條件下，看其工作是否穩(wěn)定。
串擾，簡單的來說是一種干擾，由于ASIC內部、外部走線的原因，一根信號線上的跳動會對其他信號產生不期望的電壓噪聲干擾。為了提高電路工作速率和減少低功耗，信號的幅度往往很低，一個很小的信號干擾可能導致數字0或者1電平識別錯誤，這會對系統(tǒng)的可靠性帶來很大影響。在測試設計時，需要對被測設備施加一種特殊的業(yè)務負荷，讓被測試總線出現(xiàn)大量的特定的信號跳變，即讓總線暴露在盡可能大的串擾條件下，并用示波器觀察個總線信號質量是否可接受、監(jiān)控業(yè)務是否正常。以16位并行總線為例，為了將這種串擾影響極端化，設計測試報文時將16根信號中有15根線（即攻擊信號線Agressor）的跳變方向一致，即15根信號線都同時從0跳變到1，同時讓另一根被干擾的信號線（即Victim）從1下跳到0，讓16根線都要遍歷這個情況。
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