微控制器检测项目详解

一、功能测试（Functional Testing）

1. • 指令集执行正确性：通过定制测试代码验证算术运算、逻辑操作、中断响应等核心指令的准确性。
   • 寄存器读写测试：验证通用寄存器、特殊功能寄存器（SFR）及堆栈操作的完整性。
   • 时钟系统检测：主时钟（HSE/HSI）、低速时钟（LSE/LSI）切换测试，时钟失效保护机制验证。
2. • GPIO：端口方向配置、输入电平中断触发、输出驱动强度（如推挽/开漏模式）测试。
   • ADC/DAC：线性度（INL/DNL）、有效位数（ENOB）、采样速率及抗噪声能力评估。
   • 定时器/PWM：计数器溢出误差（±0.1%典型值）、PWM占空比精度（分辨率≤1%）、输入捕获响应时间。
   • 通信接口：
     • UART：波特率容错测试（如±3%偏差下的数据正确性）。
     • SPI/I2C：主从模式切换、时钟极性与相位匹配性验证。
     • CAN/USB：协议一致性测试（使用CANoe/USB分析仪检测报文错误率）。

二、电气特性测试（Electrical Characterization）

1. • 供电电流：休眠模式（<1µA）、运行模式（mA级）及不同时钟频率下的动态电流曲线。
   • 电压容限：最低工作电压（VDDmin）、抗电压跌落能力（如3.3V系统耐受2.8V持续10ms）。
   • 引脚漏电流：高阻态下输入/输出引脚泄漏电流（通常要求<1µA）。
2. • 信号完整性：使用示波器测量高速信号（如SPI CLK≥50MHz）的上升时间（tr）、过冲（<20% VDD）。
   • ESD防护等级：HBM（人体放电模型）≥8kV，CDM（器件放电模型）≥1kV。

三、环境适应性测试（Environmental Testing）

1. • 工作温度范围：-40°C至+85°C（工业级）或-40°C至+125°C（车规级）。
   • 温度冲击：在-55°C与+150°C之间快速切换（转换速率≥10°C/min），验证热应力下的功能稳定性。
2. • 湿热试验：85°C/85% RH条件下持续1000小时，检测引脚氧化及内部结露风险。
   • 机械振动：根据MIL-STD-883标准进行随机振动（20-2000Hz, 7Grms），评估焊点可靠性。

四、通信与协议一致性测试

1. • CAN总线：错误帧检测、重传机制及总线负载率（≤70%）下的通信成功率。
   • USB协议：枚举过程合规性测试（描述符结构、电源协商）。
2. • RF性能：发射功率（如BLE的0dBm±2dB）、接收灵敏度（-96dBm@1Mbps）。
   • 频谱杂散：符合FCC/CE标准（带外辐射≤-30dBm）。

五、安全性测试（Security Validation）

1. • 加密启动：验证AES-128/256加密固件的防篡改机制。
   • 调试接口锁定：测试JTAG/SWD端口禁用后的非法访问拦截能力。
2. • 功耗分析（DPA）：监测运行加密算法时的电流波动，评估信息泄露风险。
   • 故障注入测试：通过电压毛刺或激光攻击触发异常行为，检测安全响应机制。

六、寿命与可靠性评估

1. • 高温加速老化：125°C环境下连续运行500小时，筛选早期失效器件。
2. • Flash擦写次数：验证10万次擦写后的数据保持能力（@85°C保持10年）。
   • EEPROM寿命：满足100万次写入周期的行业标准。

七、生产一致性测试

1. • 在线测试（ICT）：通过飞针测试机验证PCB焊接质量及短路/开路缺陷。
   • 功能终检（FCT）：运行自动化测试脚本，覆盖率≥95%。
2. • AQL（可接受质量水平）：按MIL-STD-105E标准执行抽样，严重缺陷AQL≤0.1%。

检测标准参考

• 国际标准：IEC 60747（半导体器件通用规范）、JESD22（可靠性试验方法）
• 行业标准：AEC-Q100（车规级认证）、ISO 26262（功能安全）