如何有效应对MCU测试验证开发中的难点 — 车规MCU适用

近年来国产厂商积极布局各系列MCU产品线，开始逐渐在特定细分领域实现突破。而最近两年来下游需求强劲，供应端却吃紧，国内设计公司面临着极大的Time to Market的时间压力，高端领域的MCU对质量的诉求也极高。如何高效地进行测试开发，快速定位芯片失效问题并进行质量把控，是MCU芯片厂商急切希望解决的问题。

其中车规MCU方面，与消费级、工业级芯片相比，其行业认证难度大、周期长，例如可靠性相关的AEC-Q 100以及汽车功能安全验证相关的ISO26262等，因而对测试的要求更加严苛。研发实验室不仅需要解决产品复杂度变高、验证项目增多等挑战，更要解决如何用标准易用的工具完成对测试数据的收集、分析和合规评审，如何实现Design Spec需求跟踪与覆盖，做到需求可闭环、可追溯。

难点与挑战

MCU测试对自动化要求极高

对于MCU芯片来说进行大而全的Full Characterization 的全覆盖的测试是进行失效暴露和定位的有效手段。MCU相对于其他类型的芯片在测试上有特别的需求点：

内部功能模块多

测试用例多

每个测试用例都需要对大部分引脚进行遍历

因此对于芯片Full Characterization的测试来说，现在绝大多数芯片设计公司都希望用一种高效的自动化测试方案。但由于没有合适的软硬件工具，编写和维护测试用都需要大量的手动操作，并且不同外设都是由不同工程师开发，如何有效进行测试用例自动化组织也是一大难题。如果不能够进行高效地全引脚全测试用例遍历，将会耗费大量的人工时间，拖慢整个芯片开发的周期。

MCU测试在特定的应用场景下需要深度的软硬件定制开发

以MCU数字通信接口测试为例，经常会在特定应用场景下遇到非标准通信协议的支持，通常设计公司工程师会自己定制MCU/FPGA测试板对这些非标协议进行测试，这样耗费了大量工程师时间进行专用测试板的开发，而这本非芯片测试的主要目的。

以智能电表类的MCU为例，其应用场景需要监测三相交流电，因此对引脚之间的同步性能要求较高，而这对于测试设备来说，不同仪表的高精度测试性能和低延迟同步能力要求也较高。

MCU测试对于数据分析的处理能力要求极高

以车规应用为例，车规MCU芯片对于Spec的卡控要求很高，基于AECQ100的质量诉求均要求车规芯片达到0 DPPM，因此在进行车规MCU测试的时候需要反复进行数据分析，从而对Test Limit、对测试项进行调整分析，并快速定位Failure Pattern进行研发改进。而目前绝大多数实验室的数据分析都是工程师通过大量的手动excel分析，如何对大量的数据进行管理和多维度灵活变化（不同测试程序、不同测试硬件、不同温度、工艺、电压、激励条件等等）则显得非常困难。

MCU测试需要多个团队协作配合完成

MCU本身测试开发经常将不同测试项分配给不同工程师，在数据分析处理上也包含研发工程师、产品工程师、测试工程师、质量工程师等不同角色的配合。不同工程师的经验不同，导致测试开发的质量和对芯片的理解存在偏差，组合起来的测试方案和对问题的追溯往往需要大量的联合调试反复沟通确认，导致了大量时间和人力的浪费。业界都期望有高效的工具缩短整个产品和测试开发的时间。

解决方案

孤波基于对MCU测试的深度理解给上述的痛点和问题提出了解决方案。孤波的MCU测试方案是由高度可配置化、高效自动化执行的软件和可定制的硬件方案组成，结合孤波业界领先理念的研发测试协同软件OneTest及OneData，更可快速达到上述的目标。

基于测试用例IP化管理、可支持不同硬件快速添加的测试开发执行软件OneTest

孤波的OneTest研发测试协作开发工具能极大地提高开发效率和MCU自动化程度。OneTest以产品Spec为驱动，支持研发测试计划导入，可将不同仪器设备（包括自定义测试板）快速添加，单个测试用例的深度调试，并且基于测试用例IP化的思想可将测试用例进行有效组织实现自动化序列构建，并且这些测试用例IP可复用到不同MCU外设和不同项目中。

基于OneTest的平台特性，工程师将MCU设计公司现有不同厂商的仪器利用统一定义的驱动API控制，并且抽象出其多个产品线通用的标准化测试方法IP。工程师可以在OneTest中调用任意的测试方法，并且组合任意的参数扫描组合，甚至是温箱的温度控制序列，在5分钟内就能完成一次参数遍历所需要的配置。

OneTest特性参数扫描图形化显示

调试器如J-link、测试板如自制单片机板抽象均可添加到OneTest的仪器种类中。在此基础上，OneTest测试流可以控制自动化的MCU固件加载和烧写，结合客户固件源码的版本控制策略，实现了芯片回归测试过程。

针对特定应用而开发的硬件方案

在MCU Power（电源类）测试中，工程师以往受仪器功能和对仪器使用熟悉程度的限制，对复杂上电条件的测试用例覆盖率不足。我们基于多个仪器间共享时基、路由采集事件信号作触发的方式，实现多引脚的同步、不同斜率、可自定波形的电源上电和实时电压电流测量。

两路不同斜率上电，同时采集三路电压

类似地，我们利用共享时钟和触发的方式，结合对测试引擎并行度的设计优化，为不同并行度设计的仪器提供了统一的并行执行度。

在数字和串口通讯应用上，孤波与仪器厂商合作重新定制了数字总线仪器的FPGA IP，向待测MCU芯片提供了基于边沿采样的仪器数字从机接口。这使得MCU作串口通讯主机的验证，不再需要客户自行定制FPGA或单片机程序实现。实时获取MCU串口发送数据流并进行交互后，仪器还可定制对特定时序和指令的应答，支持了非标协议从机的快速原型和测试接口实现。

定制数字通信从机原型

高效的数据分析和处理

在新一版的芯片开始调试时，以往每个工程师拿到自己的测试数据后，会分别制成表格再收集进行评审。现在工程师可利用孤波OneData数据分析工具，构建快速实验室数据管理和报表分析。工程师可轻松在数据工具上进行多维度数据处理，从而快速观察产品PVT趋势，不同测试之间差异。针对大批量的数据处理，更可帮助工程师快速向研发端提供失效模型分析和数据溯源，指导产品设计迭代和工艺检查。

利用OneData检视查找数据异常峰值

孤波的MCU测试方案建立在与MCU厂商实际工作落地执行中的认知与洞察基础上，并深度结合了业界领先理念的基于数据与软件平台基建的方式，使得客户在研发测试各个环节中的效率与质量大大提高。

来源：孤波科技

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审核编辑 黄宇