技術(shù)大牛：測(cè)試工程師的職業(yè)之路

　　技術(shù)從未如此激動(dòng)人心，只要我們繼續(xù)追尋更好的想法和創(chuàng)新，技術(shù)將能進(jìn)一步改善我們的生活。我們一直密切關(guān)注著市場(chǎng)上那些設(shè)計(jì)新穎而又能迎合多種需求的產(chǎn)品，例如智能手機(jī)、微型無人機(jī)、攝像機(jī)以及一些令人眼前一亮的“新潮”產(chǎn)品。很多人可能沒有意識(shí)到，每一款產(chǎn)品背后的生產(chǎn)流程是多么的關(guān)鍵，因?yàn)楫a(chǎn)品的可用性和功能性必須能夠達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

　　而且在每一步生產(chǎn)過程中，測(cè)試工程師都付出了艱辛和心血。

　　現(xiàn)在，整個(gè)行業(yè)都缺乏合格的測(cè)試工程師。但是，這又和工程專業(yè)應(yīng)屆畢業(yè)生的過剩產(chǎn)生矛盾。許多人并沒有選擇成為測(cè)試工程師，他們對(duì)測(cè)試行業(yè)蘊(yùn)涵的巨大發(fā)展機(jī)會(huì)渾然不覺。

　　每件產(chǎn)品在每一個(gè)生產(chǎn)階段都要經(jīng)歷多個(gè)步驟，覆蓋從原型設(shè)計(jì)到新產(chǎn)品引入和批量制造(參見圖 1)。

　　圖中文字中英對(duì)照

　　Test Development Engineer (Programming House)

　　測(cè)試開發(fā)工程師(編程)

　　Test Application Engineer (Test Equipment Vendor)

　　測(cè)試應(yīng)用工程師(測(cè)試設(shè)備廠商)

　　Structural Test Engineer

　　(OEM)結(jié)構(gòu)測(cè)試工程師(OEM)

　　Functional Test Engineer

　　(OEM)功能測(cè)試工程師(OEM)

　　Prototype

　　原型

　　Production

　　生產(chǎn)

　　NPI Test Engineer (CM)

　　NPI 測(cè)試工程師(CM)

　　Test Debug Engineer (CM)

　　測(cè)試調(diào)試工程師(CM)

　　Structural Test Engineer (CM)

　　結(jié)構(gòu)測(cè)試工程師(CM)

　　Functional Test Engineer (CM)

　　功能測(cè)試工程師(CM)

　　Test Development Engineer (CM)

　　測(cè)試開發(fā)工程師(CM)

　　如何成為一名測(cè)試工程師

　　那么，應(yīng)屆畢業(yè)生如何才能成為一名測(cè)試工程師呢?假設(shè)您現(xiàn)在是一名新鮮出爐的電子工程專業(yè)畢業(yè)生，正在尋找一份工作。您通過搜索引擎來查找有招聘意向的大型電子公司，無意中看到了一個(gè)測(cè)試工程師的職位空缺。您認(rèn)為這個(gè)職位描述聽上去很有趣。應(yīng)聘者不僅有機(jī)會(huì)去外地出差和學(xué)習(xí)新技術(shù)，而且還能夠與其他專業(yè)人士密切合作，比如在不同時(shí)區(qū)工作的設(shè)計(jì)工程師、經(jīng)理和其他測(cè)試工程師。但是，您也可能注意到有一些技術(shù)領(lǐng)域是您不熟悉的，因?yàn)槟?dāng)初在專業(yè)課上并沒有接觸過這些。現(xiàn)在我們來探討一下這些技術(shù)。

　　在線測(cè)試(ICT)系統(tǒng)

　　在線測(cè)試(ICT)是一種用于印刷電路板組件(PCBA)制造的常見測(cè)試方法，因?yàn)樗軌蛄⒓窗l(fā)現(xiàn)生產(chǎn)故障，包括 PCBA 中的開路、短路、組件數(shù)值錯(cuò)誤、組件故障等。ICT 是伴隨著在二十世紀(jì)八十年代初蓬勃發(fā)展的電子設(shè)備制造業(yè)而興起的一種技術(shù)，ICT 經(jīng)歷了多次更新?lián)Q代，旨在跟上當(dāng)前技術(shù)的發(fā)展。圖 2 顯示了部分在電子行業(yè)大批量生產(chǎn)中使用的典型 ICT 系統(tǒng)。

　　圖 2 – 在線測(cè)試(ICT)設(shè)備

　　下面列出了 ICT 系統(tǒng)可以運(yùn)行的部分測(cè)試(參見圖 2 所示的典型 ICT 系統(tǒng))，它們是在電子設(shè)備制造過程中測(cè)試印刷電路板組件(PCBA)。

　　? 短路和開路：使用不加電測(cè)試方法測(cè)試在印刷電路板組件(PCBA)中的意外短路和開路。

　　? 模擬在線測(cè)試：使用不加電測(cè)試方法測(cè)量模擬器件的數(shù)值，例如電阻器和電容器。

　　? 非矢量測(cè)試 EP(VTEP)：使用不加電測(cè)試方法測(cè)試器件上的每個(gè)引腳到電路板之間的連通性。系統(tǒng)使用 VTEP 硬件來測(cè)量器件某個(gè)引腳和 VTEP 探頭之間的電容，以確定兩者的連通性。

　　? 模擬功能：使用加電測(cè)試方法在器件或被測(cè)電路上施加一個(gè)激勵(lì)并測(cè)量它的響應(yīng)。

　　? 混合測(cè)試：使用加電測(cè)試方法在器件或電路上應(yīng)用模擬功能和數(shù)字測(cè)試方法。

　　? 數(shù)字在線測(cè)試：使用加電測(cè)試方法在器件上施加一個(gè)矢量碼型并測(cè)試預(yù)期輸出。

　　? 數(shù)字在線測(cè)試技術(shù)也可以用于器件編程，例如 Flash 和 PLD。

　　? LED 測(cè)試：在線測(cè)試提供出色的測(cè)試吞吐量，可用于測(cè)量 LED 顏色和亮度。測(cè)得的結(jié)果分別用毫微米和 μW/cm2 表示，精度可達(dá) ±3 nm 和 ± 10%。

　　ICT 應(yīng)用軟件可以安裝在 Windows 或 Mac 操作系統(tǒng)中。圖 3 顯示了應(yīng)用軟件的典型圖形用戶界面，測(cè)試工程師通過這個(gè)界面來開發(fā)測(cè)試程序并在 ICT 系統(tǒng)中運(yùn)行。

　　圖 3 – ICT 軟件界面

　　邊界掃描

　　聯(lián)合測(cè)試行為組織(JTAG)是由幾家有共同利益的制造商發(fā)起、于 1990 年被 IEEE 批準(zhǔn)為 IEEE1149.1 標(biāo)準(zhǔn)。這就是邊界掃描也被稱為 JTAG 的原因。

　　邊界掃描更多地與測(cè)試技術(shù)掛鉤，允許測(cè)試集成電路之間的互連。測(cè)試的主要目的是發(fā)現(xiàn)短路和/或開路缺陷，利用安插在集成電路每個(gè)引腳上的邊界掃描單元技術(shù)來完成。這些邊界掃描單元可以是輸入單元、輸出單元或雙向單元。通過在引腳上驅(qū)動(dòng)和/或接收信號(hào)并使用獨(dú)特的碼型生成算法，用戶能夠找出缺陷的位置。

　　JTAG 經(jīng)過幾十年的努力和創(chuàng)新，在 IEEE 1149.1 標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上衍生出了不少新的解決方案。覆蓋擴(kuò)展技術(shù)(CET)就是其中一種，該技術(shù)使用電容感應(yīng)板來選取激勵(lì)信號(hào)以驅(qū)動(dòng)邊界掃描器件。另一項(xiàng)創(chuàng)新是使用硅釘(Silicon Nails)來測(cè)試非邊界掃描器件。其他的創(chuàng)新包括支持高速差分信號(hào)測(cè)試的 IEEE 1149.6 標(biāo)準(zhǔn)等等。圖 4 顯示的是一個(gè)典型邊界掃描系統(tǒng)，該系統(tǒng)僅需要四個(gè)強(qiáng)制測(cè)試存取端口(TAP)信號(hào)即可測(cè)試組件互連并完成 PCBA 測(cè)試。

　　圖 4 – 邊界掃描系統(tǒng)

　　邊界掃描系統(tǒng)提供一個(gè)軟件界面(參見圖 5)，支持測(cè)試工程師創(chuàng)建適用于 PCBA 的測(cè)試程序。

　　圖 5 – 邊界掃描軟件界面

　　圖中文字中英對(duì)照

　　Process Outline

　　流程大綱

　　Guides user through test development and debug.

　　引導(dǎo)用戶完成測(cè)試開發(fā)和調(diào)試。

　　Project Explorer

　　項(xiàng)目瀏覽器

　　Navigate to sections of the test at a click.

　　Click to select chain.

　　通過點(diǎn)擊一個(gè)按鈕就可以導(dǎo)航到相應(yīng)的測(cè)試環(huán)節(jié)。

　　點(diǎn)擊此處，選擇鏈路。

　　Generate Multi-Chain

　　生成多鏈

　　Scan Path Linker combines chains at a click.

　　掃描路徑鏈接器，通過點(diǎn)擊一個(gè)按鈕就可以合并多個(gè)鏈路。

　　Configure/Reconfigure Chain

　　配置/重新配置鏈路

　　Automatically sets up chains using board’s net information.

　　利用板上網(wǎng)絡(luò)信息自動(dòng)設(shè)置鏈路。

　　Graphical view of the selected chain.

　　選中的鏈路的視圖。

　　Mouse over to retrieve the TAP information.

　　移動(dòng)鼠標(biāo)以便檢索 TAP 信息。

　　All information of the devices in the chain at a glance.

　　可以縱覽在鏈路上的器件的所有信息。

　　測(cè)試工程師的典型職位描述

　　? 針對(duì) PCBA 開發(fā)和調(diào)試 ICT、邊界掃描測(cè)試

　　? 與設(shè)計(jì)工程師和產(chǎn)品開發(fā)團(tuán)隊(duì)保持聯(lián)系

　　? 記錄在測(cè)試開發(fā)、調(diào)試和測(cè)試過程中出現(xiàn)的問題或故障

　　? 向產(chǎn)品開發(fā)團(tuán)隊(duì)提出可以改善可測(cè)試性設(shè)計(jì)(DFT)的建議。

　　測(cè)試工程師在哪里工作?

　　測(cè)試工程師就職于涉及電子產(chǎn)品開發(fā)和測(cè)試的企業(yè)，覆蓋了網(wǎng)絡(luò)通信、計(jì)算機(jī)服務(wù)器、智能手機(jī)、平板電腦、計(jì)算機(jī)主板、汽車電子設(shè)備等領(lǐng)域以及電子設(shè)備制造，例如合同電子制造商(CEM)和原始設(shè)計(jì)制造商(ODM)。

　　測(cè)試工程崗位非常具有挑戰(zhàn)性也極具收獲。雖然測(cè)試開發(fā)和調(diào)試過程是非常嚴(yán)格的，但是工作本身會(huì)給您帶來很多發(fā)展的機(jī)會(huì)，例如：

　　? 第一時(shí)間了解尚未公開發(fā)布的最新電路板技術(shù)。

　　? 運(yùn)用您從學(xué)校中學(xué)習(xí)到的基礎(chǔ)電子電路學(xué)知識(shí)。

　　? 在您所創(chuàng)建的測(cè)試程序的調(diào)試過程中，分析組件故障根源。

　　? 借助其他電子儀器來解決令人頭疼的故障，例如示波器、數(shù)字萬用表、邏輯分析儀或其他儀器。

　　? 前往亞洲、歐洲和美洲的多個(gè)國(guó)家和城市，走訪產(chǎn)品制造的不同工廠。

　　經(jīng)過努力的工作，當(dāng)您看到先前測(cè)試的產(chǎn)品已經(jīng)投放市場(chǎng)時(shí)，您深深地意識(shí)到自己也是產(chǎn)品開發(fā)產(chǎn)團(tuán)隊(duì)中的一員，此時(shí)您將會(huì)有一種滿足感。這正是測(cè)試工程崗位的魅力所在。