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版本:v0.1
作者:河東西望
日期:2022-7-15
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目錄
- 1 有哪些情況需要驗收?
- 2 有哪些驗收測驗?
- 2.1 主板測驗
- 2.2 工程測驗
- 2.3 性能測驗
- 2.4 壓力測驗
- 2.5 功耗測驗
- 2.6 UI測驗
對很多安卓智能設備廠商來說,他們的通用開發模式一般是:ODM/OEM設計開發主板PCBA(包括BSP驅動、原生AOSP系統及簡單定制),自己做簡單的系統二次定制及應用開發,而開發實力和水平較強的公司,則會做整體系統ROM定制和優化、應用SDK平臺化等深度開發,
不管怎么開發,只要主板是PCBA廠商提供的,都面臨一個問題,就是如何驗收ODM廠商的PCBA主板質量,包括設計質量和生產質量,硬體和結構的質量,各行業都有相關國家標準體系,例如電子行業的3C標準,醫療行業的NMPA標準等等,本檔案并不討論這些硬體和結構質量標準及測驗方法,
這里討論的是PCBA主板的軟體系統相關的質量驗收測驗方法,例如,安卓系統的穩定性,元器件(CPU/MEM/Disk/USB/WIFI/LAN/Battery等)的軟體性能,甚至也不關注質量標準,本文基于工程專案實踐經驗,提供一些快速可靠的測驗工具和方法,
1 有哪些情況需要驗收?
首先,我們要搞清楚在哪些情況下我們需要驗收?驗收的內容是什么?
我們還是有必要先了解一下PCBA主板的生命周期,一般情況下,硬體設備開發生產的標準流程:
設計階段 | O ─> EVT
開發階段 | └──> DVT
試產階段 | └──> PVT
量產階段 | └──> PRD
EVT,Engineering Verification Test
DVT,Design Verification Test
PVT,Product Verification Test
PRD,Production,生產階段,
在這四個階段,理論上來說,每塊PCBA主板都需要進行驗收測驗,但是綜合考慮專案時間進度、人力設備資源、驗收測驗周期等因素,每個階段主板驗收的重點不一樣:
| 硬體階段 | 測驗版本 | 測驗專案 | 測驗說明 |
|---|---|---|---|
| EVT | 原生系統版本 | 工程測驗、性能測驗、壓力測驗、功耗測驗 | 硬體和系統基本摸底測驗 |
| DVT | 開發穩定版本 | 壓力測驗、功耗測驗 | 整機性能和功耗測驗,檢驗運行應用質量 |
| PVT | 生產測驗版本 | 主板測驗、工程測驗、性能測驗 | 生產流程和效率驗證 |
| PRD | 量產出貨版本 | 主板測驗、工程測驗、性能測驗、應用測驗 | 出廠質量測驗 |
所以我們會有如下這些工程測驗:
- 主板測驗:測驗PCBA主板元器件及驅動功能,
- 工程測驗:工程模式測驗,硬體的應用功能測驗,
- 性能測驗:硬體電氣特性和軟體性能,
- 壓力測驗:硬體的長時運行性能曲線,最大值、最小值、平均值等,包括負載測驗和壓力測驗,老化測驗等,
- 功耗測驗:包括各種負載條件下的功耗和溫度的最大值、最小值、平均值等,
- 應用測驗:生產出貨質量環節對關鍵應用UI界面功能進行測驗,
研發、測驗和生產團隊,可以根據自己的專案實際情況來安排要實施哪種測驗組合,后面簡單說一下這些測驗都有那些內容,以及測驗工具和方法,
實際上,很多中小型公司的生產開發流程一般是這樣的:
首板開發階段:
EVT
└──> DVT
└──> PVT
└──> PRD
批量出貨階段:
備貨計劃
└──> 生產貼片
└──> 刷入主板小系統
└──> PCBA主板測驗
└──> 主板入庫
出貨計劃
└──> 刷入整機系統版本
└──> 工程測驗
├── 性能測驗 │
├── 老化測驗 │
└── 應用測驗
└──> 出貨
2 有哪些驗收測驗?
2.1 主板測驗
PCBA主板功能測驗,主要在SMT貼片線實施,主要測驗的內容就是測驗PCBA主板各種硬體和驅動是否都正常使能及正常作業,測驗要求快速方便,
PCBA主板測驗工具由芯片平臺廠商(qcom、mtk、rockchip、amlogic等)提供,實際上是一個bootloader小linux系統,不包含android完整系統,大小只有幾MB,可以快速燒錄到主板中,在AOSP源代碼中也會有這個工具,可以根據實際情況修改源代碼調整測驗項,
2.2 工程測驗
就是常說的工程模式測驗,在android運行環境中對硬體功能進行簡單驗證測驗,例如:
- 相機拍照
- U盤讀寫
- WIFI連接斷開
- 藍牙連接斷開
- 訪問網頁
- 耳機喇叭播放音樂
- 話筒錄音
- 螢屏壞點和色彩測驗
- 觸摸軌跡,
工程模式是一個應用APK,是通用的測驗工具,一般由芯片廠商開發提供的,在AOSP工程中也有源代碼,開發團隊只需要根據實際狀況進行修改就可直接使用,
2.3 性能測驗
硬體性能測驗,在android設備中并沒有通用的工具和測驗標準,測驗的主要目的是為了檢查硬體性能是否滿足規格要求,例如DDR3和DDR4的讀寫速率,EMMC讀寫速率,USB2.0和USB3.0的讀寫速率,2G/3G/4G網路速率等等,
硬體性能測驗包括硬體電氣特性測驗和軟體性能測驗,硬體的電氣特性測驗(例如USB眼圖測驗,USB浪涌測驗,WIFI輻射測驗等),一般由硬體團隊來完成,而軟體性能測驗(例如DDR讀寫速率,CPU浮點運算、USB傳輸速率、網路傳輸速率等),則需要撰寫自動化測驗用例和腳本來完成,
硬體性能測驗的測驗目的、工具方法如下:
| 硬體 | 性能 | 方法和工具 | 說明 |
|---|---|---|---|
| CPU | 帶寬和運算能力 | 圓周率浮點運算1W位的時間 | 可以對不同的CPU時鐘頻率進行測驗 |
| DDR | 記憶體帶寬 | 記憶體MEMCPY、DUMB、MCBLOCK等操作時間 | |
| EMMC | 壞塊和讀寫速率 | 檢查EMMC磁盤壞塊;dd命令磁區讀寫時間 | 檔案大小為10Mx1000次和10Gx1次 |
| USB | USB讀寫速率 | dd命令對U盤進行讀寫 | 1.檔案大小為10Mx1000次和10Gx1次,2. USB host/OTG測驗讀寫方向不一樣, 3. U盤必須是高速穩定的 |
| 網路 | 網路速率和帶寬性能 | TTL回應時間和帶寬 | 1. 測驗物件包括蜂窩/有線/無限網路,2.必須在高速穩定的網路環境下,服務器不能限速 |
| 電池 | 最長待機時間 | 待機休眠靜置直至自動關機 | 純硬體測驗方法 |
| 觸屏 | 回應時間 | 手指觸摸到回應的界面回應的時間 | 軟體插樁測驗 |
| 溫度 | 溫升時間 | 最大持續負載下CPU達到90度的時間 | 具體溫度指標可以自定 |
當然,不同的設備可能還有其他硬體例如耳機、喇叭、陀螺儀、距離感應器、光感應器等,需要根據實際情況自己設計測驗方法和質量標準,
當然,軟體系統本身還有一些性能測驗專案:例如開機速度、卡頓測驗、拷貝測驗,壓縮/解壓測驗,多媒體編解碼測驗等,可以作為作業系統或者組件性能的測驗專案,而不作為PCBA主板質量和性能測驗專案,
每種具體的測驗方法和工具,后續的檔案會逐步的展開,
2.4 壓力測驗
硬體的運行性能壓力測驗,就是在最大負載條件下持續長時間運行,硬體表現出來的性能,例如對CPU、記憶體,BLKIO進行持續高壓測驗,采集運行資料,查看性能曲線,分析最大值,最小值,平均值,溫度及例外資料資訊等等,
一般的壓力測驗有CPU壓力測驗,記憶體壓力測驗,BLKIO壓力測驗,如果有條件的話,可以加入卡頓測驗,
| 硬體 | 測驗方法 | 測驗工具 |
|---|---|---|
| CPU | 執行緒拷貝運算 | stressapptest |
| DDR | 記憶體拷貝操作 | stressapptest、mbw、memtester |
| EMMC | 塊IO讀寫操作 | stressapptest |
詳細的測驗方法和工具,在以后的博文中詳細展開,
在工廠生產測驗中,對主板有老化實驗測驗,主要是針對硬體元器件進行持續2~4小時的測驗,確保在出廠時間段內元器件沒有失效,這些實驗方法一般由廠商的NPI部門負責設計和開發測驗工具,只需要對壓力測驗工具和方法調整測驗時間即可,
2.5 功耗測驗
就是對各種系統負載下的功耗進行測驗,這個測驗是一個硬體測驗,但是需要硬體團隊和軟體團隊一起協同來完成整個測驗,
軟體團隊主要是設計各種負載測驗條件,撰寫測驗腳本和日志提取工具,生成測驗報告等,硬體團隊主要是根據負載測驗要求,采用帶有GPIB采集介面的精密電源,監測硬體功耗,提供測驗資料和測驗報告,
負載測驗的內容包括如下幾個:
- 整機功耗(平均值、最大值、最小值),
- 溫度曲線(平均值、最大值、最小值),設備中可能有多種溫度傳感器,但是我們重點關注CPU溫度和主板溫度,
整機功耗測驗,一般會基于不同的系統基線進行測驗:
- 最小系統,就是洗掉了所有無關應用的最小作業系統版本,用于對作業系統做初始測驗基線,目的是為了檢測基礎系統中的硬體都處于最佳狀態,
- 基礎系統,只包含設備廠商定制的桌面和關鍵服務的作業系統版本,用來作為定制系統的測驗基線,確保關鍵應用和服務是最佳性能,
- 正常系統,包含了設備廠商所有應用和服務的完整作業系統版本,最終用于生產或上線的系統版本,
每種系統基線的功耗測驗,一般要基于如下幾種作業負載場景來進行測驗:
- 飛行模式,待機休眠,這是一種最小使用模式,自然待機,測驗系統的底電流,最大電流和平均電流,
- 正常負載,CPU使用到0~99%都可以算作正常負載,理論上來說,這種應用場景可以不用測驗,
- 最大負載,CPU和記憶體持續長時間處于最高負載的應用場景,最常用的測驗場景就是3/4/5...方視頻通話,可以在這種負載場景下測驗系統持續穩定作業的時間,溫度上升時間和溫控調頻時機等,
2.6 UI測驗
系統開機后,對設備的關鍵應用做真實場景的應用測驗,確保功能正常,這個測驗一般由工廠來設計實施,沒有統一的操作方法和質量要求,
這個實驗由質量部門確認,是做全測還是做一定比例的抽測,
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