Методи та засо6и тестування, відладки та діагностики ЗОТ.
Вступ. Мета та задачі курсу.
Важко назвати таку галузь народного господарства, прогрес в якій не пов'язаний з досягненнями у галузі радіоелектронних (РЕЗ) і електронних обчислювальних засобів (ЕОЗ). До основи функціонування РЕЗ і ЕОЗ покладені принципи радіотехніки, електроніки і, відповідно, обчислювальної техніки. Проектування, конструювання та виготовлення РЕЗ і ЕОЗ здійснюють на базі електрорадіоелементів (елементів), як дискретних (транзистори, діоди, резистори, конденсатори, котушки індуктивності та ін.), так і інтегральних схем (ІС). Так як методи та пристрої для випробовувань РЕЗ і ЕОЗ, як правило, аналогічні, то в подальшому нами прийняте спільне найменування означених засобів - електронні засоби (ЕЗ).
Найбільш перспективними у конструктивному і технологічному відношенні на даний час є ЕЗ, що виконуються на базі ІС і мікросборок, відповідним чином закріплених і скомутованих на друкованій платі. Сучасні ЕЗ характеризуються широкими функціональними можливостями і високим ступенем інтергації. Прикладом можуть служити електронні блоки ЕЗ передачі, прийому, зберігання, перетворення і відображення інформації, що застосовуються у сучасній техніці і представляють сукупність інтегральних схем і функціональних вузлів, які містять сотні тисяч елементів на кристалі (пластині) площею кілька десятків квадратних міліметрів.
Іншим прикладом служать однокристальні ЕОМ. Якість і надійність таких ЕЗ визначаються точністю і стабільністю технологічного процесу, яких навряд чи можна досягнути без ефективного контролю як у процесі виготовлення ЕЗ, так і при наступній експлуатації. Суттєва роль при цьому відводиться випробовуванням, за результатами яких приймають рішення про доцільність подальшого виготовлення ЕЗ, вдосконалення їх конструкції і технології виготовлення, уточнюють умови експлуатації. Саме цим пояснюється той факт, що у більшості ведучих зарубіжних фірм до 60% вартості продукції, що випускається необідно витрачати на її випробовування [1, 2]. Недостатня увага, що приділялася у СРСР цьому питанню, стала причиною введення свого часу Державного приймання, що в свою чергу показало слабу підготовку з питань контролю і випробовувань інженерно-технічних працівників, які займаються розробкою і випуском продукції, низьку якість контрольно-вимірювальних засобів і пристроїв для випробовувань, малу ефективність методів випробовувань. Також треба відзначити наявність психологічної проблеми у розробників ЕЗ (особливо у молодих спеціалістів), які часто не готові до того, що крім розробки, виготовлення і налагодження вони повинні ще доводити замовнику ЕЗ, що розроблено і виготовлене саме те, що останній хотів мати.
У підручнику обгрунтовується необхідність проведення випробовувань на стадіях дослідження і проектування виробів з метою підвищення якості останніх, а на стадії виготовлення - з метою оцінки їх якості. Розглядається залежність видів випробовувань від зовнішніх діючих чинників, сучасні фізичні і математичні моделі випробовувань, зміст програм і методик випробовувань, принцип дії і конструктивні особливості пристроїв для випробовувань. На конкретних прикладах показаний вплив різних видів випробовувань на властивості матеріалів, з яких виготовлені ЕЗ, на параметри і характеристики виробів, а також залежність результатів випробовувань від технічних можливостей пристроїв для випробовувань.
У підручнику розглянуті принципи і методи тестування, налагодження і контролю ЕЗ, документального їх оформлення. Підручник буде корисний студентам при виконанні курсових і дипломних проектів, вивченні суміжних дисциплін.
Контроль та випробовування як засіб підвищення якості електронних засобів. Життєвий цикл виробу і види контролю виробу.
Як відомо, якість – це сукупність властивостей, що визначають здатність виробу задовільняти вимоги користувача. Згідно цього визначення якість можна визначити тільки на самому кінцевому етапі циклу життя виробу, який проектується.
Якість ЕЗ обумовлює їх конструктивні, технологічні, економические і інші параметри. Якість як властивість закладається в процесі розробки і виготовлення ЕЗ, а об'єктивно оцінюється в процесі експлуатації. Однак інформація що отримується при цьому є: по-перше, недостатньою, оскільки не всі параметри ЕЗ, необхідні для оцінки якості, вимірюються в умовах експлуатации, а по-друге, спізнілою, бо на виготовлення ЕЗ вже витрачені великі кошти. Ця проблема посилюється з подальшою мікромініатюрізацією ЕЗ, коли цілі блоки виконуються у вигляді інтергальних схем (ІС), що є неремонтопридатними.
На рис. 1.1 зображена послідовність процесу розробки, проведення і експлуатації ЕЗ, що в загальному вигляді показує місце і значимість контрольних і випробовувальних операцій у виробництві виробів. Як видно з рис. 1.1, контроль якості ЕЗ може здійснюватися на етапах:
розробки (всебічне дослідження всіх властивостей ЕЗ, що визначають якість виробів);
виконання технологічних операцій при виготовленні ЕЗ, включаючи вхідний контроль параметрів електрорадіоелементів;
випробовування готових ЕЗ (атестація виробів на відповідність необхідній якості);
експлуатації (перевірка відповідності якості ЕЗ вимогам НТД).
При виготовленні ЕС розрізняють контроль готових виробів або напівфабрикатів і контроль технологічного процесу (ТП) їх виготовлення. Контроль виробів або напівфабрикатів - це сукупність операцій, спрямованих на виявлення дефектних виробів або напівфабрикатів у процесі їх виробництва. Під контролем ТП, як правило, розуміють операційний контроль виробу або процесу під час виконання або після завершення технологічної операції. Прикладом технологічного контролю може служити перевірка температури жала паялника під час виконня паяння мікросхем або дискретних виробів на друкованій платі.
Якість виробу закладається саме на етапі 1.
У зв’язку з надзвичайною важливістю етапа розробки усі його стадії стандартизуються згідно зо ГОСТ 2.103-68. Стадии разработки.
Стандарт встановлює стадії розробки конструкторської документації виробів усіх галузей промисловості і етапи виконання робіт (таблиця 1.1).
Ескізний проект (ЕП) - сукупність КД, які повинні містити принципові конструкторські рішення, які дають загальне уявлення про будову і принципі роботи виробу, а також дані, що визначають призначення, основні параметри і габаритні розміри розроблюваного виробу.
ЕП після узгодження і затвердження в установленому порядку є підставою для розробки технічного проекту (ТП) або робочої КД.
Таблиця 1.1
Стадії розробки
Етапи виконання робіт

Технічні пропозиції
Підбір матеріалів
Розробка ТП з присвоєнням документам літери “П”.
Розгляд і затвердження ТП.

Ескізний проект
Розробка ЕП з присвоєнням документам літери “Е”.
Виготовлення і випробовування макетів (при необхідності).
Розгляд і затвердження ЕП.

Технічний проект
Розробка ТП з присвоєнням документам літери “Т”.
Виготовлення і випробовування макетів (при необхідності).
Розгляд і затвердження ТП.

Робоча конструкторськ документація:
а) дослідного взірця (дослідної партії) виробу;
Розробка конструкторської документації (КД), призначеної для виготовлення і випробовувань дослідного взірця (дослідної партії) без присвоєння літери.
Виготовлення і попередні випробовування дослідного взірця (дослідної партії).
Корекція КД за результатами виготовлення і попердніх випробовувань дослідного взірця (дослідної партії) з присвоєнням літери “О”.
Приймальні випробовування дослідного взірця (дослідної партії).
Корекція КД за результатами приймальних випробовувань дослідного взірця (дослідної партії) з присвоєнням літери “О1”.

б) серійного (масового) виробництва
Виготовлення і виробовування установочної серії за документацією з літерою “О1”.
Корекція КД за результатами виготовлення і випробовувань установочної серії, а також за результатами оснащення технологічного процесу виготовлення виробу, з присвоєнням КД літери “А”.

ТП - сукупність КД, які повинні містити закінчені конструкторські рішення, які дають повне уявлення про будову виробу, а також дані для розробки робочої документації.
ТП після узгодження і затвердження в установленому порядку є підставою для розробки робочої КД.
Контроль на етапі 2 - це випробовування (тестування) складових частин виробу для оцінки їх якості, контроль на етапі 3 - це випробовування (тестування) виробу для оцінки його якості. На етапі 4 досліджується вплив реального середовища на виріб. Контроль на етапі 5 повинен повторювати контроль на етапі 3.
Ціна помилки.
Для предмету ”Методи та засоби тестування, відладки та діагностики ЗОТ” важливим є визначення зв’язку між часом внесення помилки і часом її виявлення і виправлення, визначення так званої ціни помилки. Рис. 2.1 дає уявлення про ціну помилки для багатосерійного виробництва. На рисунку позначено:
T1, T2 – відповідно моменти внесення і виявлення помилки;
? – ціна виправлення помилки.
Найлегше виправити помилку на першому етапі – коли виріб існує лише на папері або в електронному ви