Soy completamente nuevo en EE/ECE (mi formación es en software) y tengo curiosidad acerca de cómo se llevan a cabo las pruebas electrónicas en el mundo real.
En el software, hay muchos tipos diferentes de pruebas por las que se debe ejecutar un fragmento de código para asegurarse de que sea de alta calidad y que sea funcional/correcto:
Me pregunto cuáles son las equivalencias de prueba en EE-land y cómo se ven. Me imagino que la contraparte de la prueba unitaria estaría probando todas las partes/componentes individuales (asegurándose de que los LED se enciendan, que los motores giren, etc.). También me imagino que la contraparte de la prueba de integración estaría probando la corrección de cada ensamblaje de subsistema individual. Pero más allá de eso:
Puedo responder esto por mi experiencia particular en ECE. Diseño digital, diseño embebido y diseño de sistemas. Esencialmente hacemos las mismas pruebas que la gente de software.
Revisiones de diseño
Contamos con revisiones manuales de diseños para implementaciones digitales, PCBs y circuitos analógicos. Similar a las revisiones de código. Para diseños incrustados, el código incrustado se revisa de manera similar al software. Para diseños digitales, el HDL se evalúa de la misma manera.
Análisis estático
Existe una gran cantidad de verificación automática de errores para ciertos procesos de diseño. En su mayor parte, son iguales, pero requieren una configuración mucho más específica de diseño para las reglas. Vienen a la mente las verificaciones de reglas de diseño (DRC) para PCB y las restricciones de diseño para el diseño analógico.
Pruebas de bloque
Esto probablemente se relaciona más estrechamente con las pruebas unitarias. El diseño eléctrico se segmenta en bloques para el diseño y las pruebas. El bloque tiene entradas conocidas y salidas deseadas correspondientes. Una prueba de bloque confirmará que este subconjunto del diseño funciona correctamente.
Pruebas del sistema
El próximo paso obvio de las pruebas de bloques exitosas son las pruebas del sistema, similares a las pruebas de integración. Los bloques están conectados en una secuencia lógica para garantizar que todo el diseño funcione como se espera.
Pruebas funcionales
Esto sería análogo a las pruebas de usuario. Ciertos usos comunes se prueban para garantizar que la secuencia de uso no rompa el diseño.
Pruebas de rendimiento
Con bastante frecuencia, necesitamos probar si el diseño no consume demasiada energía o se calienta demasiado con el uso regular. Esto es especialmente importante en mi campo de la electrónica médica implantada.
Pruebas de seguridad
Esto puede ser un poco menos común. La piratería de hardware es bastante común. La única prueba que diseñé y realicé aquí tenía que ver con asegurar que ciertas partes de la ROM en un diseño de MCU no se pudieran leer externamente. De lo contrario, cosas como agregar esa resina negra sobre un ASIC es una seguridad bastante buena para proteger mínimamente los diseños.
Pruebas de humo
También bastante comunes. De hecho, como habrás adivinado, esta prueba recibe su nombre de las pruebas de hardware. El hardware puede convertirse en humo literalmente.
Los dos últimos probablemente solo se aplican al hardware y no tienen pruebas análogas realizadas en el software.
Pruebas ambientales
Para las pruebas "no funcionales", nos aseguramos de que el dispositivo funcione en el entorno especificado. La temperatura se prueba al menos, la humedad con menos frecuencia. Hay muchas cosas en la electrónica con un coeficiente de temperatura, tenemos que probar en el rango de uso especificado para asegurarnos de que ese coeficiente no interfiera con el rendimiento o la funcionalidad.
Selección de pruebas
Esto depende de la industria. En el caso de los dispositivos médicos implantados, probamos todos los componentes, así como todos los dispositivos completos. Para algo como las tarjetas gráficas, se prefiere la selección selectiva de los productos finales.
Este es un tema muy amplio. Espero que recibas más de una respuesta. Mi respuesta se basa en mi experiencia en el espacio automotriz. La prueba y la validación para el consumidor y el espacio médico son bastante diferentes. Según tengo entendido, la industria aeroespacial es muy diferente.
Dependiendo del producto, el espacio automotriz tiene principalmente fases de validación, que es Validación de diseño (DV) y Validación de proceso (PV)
Validación del diseño
Esta fase valida principalmente el diseño eléctrico. Durante este proceso, el producto se prueba rigurosamente y valida que el diseño cumpla con los parámetros eléctricos. Se requiere que todos los componentes eléctricos de automóviles en su mayoría funcionen a un voltaje nominal de 14 V, con un voltaje de suministro bajo y alto, digamos para discusión, 10 V y 16 V.
Supongamos que un producto en particular tiene una salida de señal eléctrica de 3Vpp +/- 10 % a 10 KHz +/- 10 %. La salida de esta señal se valida a 10 V y 16 V para garantizar que la señal cumpla con las especificaciones del cliente.
Ahora, en el espacio automotriz, los requisitos de temperatura varían ampliamente. Digamos que la temperatura nominal es de 25C. Las temperaturas bajas y altas son -40C y 125C. La señal de salida eléctrica anterior se valida a las tres temperaturas para garantizar que el producto cumpla con las especificaciones.
Eso no es todo, el producto está sujeto a diversas condiciones ambientales, como humedad, vibración, choque térmico, EMC/EMI, prueba de sal y muchas más. Bajo todas estas condiciones, la señal de salida eléctrica mencionada anteriormente se valida para confirmar que el producto cumple con los requisitos del cliente.
En resumen, el diseño está ampliamente validado.
Validación del proceso
Esta fase valida principalmente el proceso de fabricación eléctrica. Estos incluyen material entrante, líneas de fabricación, proceso de fabricación, etc.
Supongamos que la señal eléctrica mencionada anteriormente tiene un condensador de 10uF +/- 10% a 25V en la ruta de la señal. Todo el material entrante se valida para garantizar que cumpla con las especificaciones.
Supongamos que el producto se fabrica utilizando tres líneas de fabricación diferentes en tres ubicaciones diferentes. Todos los sistemas de fabricación deben ser validados.
En el espacio automotriz, estos resultados de validación se documentan en un documento de Proceso de aprobación de piezas de producción (PPAP).
A continuación hay algunas referencias donde puede encontrar más información.
Referencias:
1 tipo de prueba aún no se ha mencionado. Prueba destructiva, en electrónica de potencia, debes saber cuál es el límite real de tu dispositivo y cómo empieza a comportarse tu dispositivo en condiciones extremas. Por lo tanto, prueba su dispositivo saliendo del límite y la mayoría de las veces dañará/destruirá el dispositivo. Un ejemplo de prueba destructiva es enviar cientos o incluso miles de amperios a un transformador.
leon heller