ELEKTRONISTEN LAITTEIDEN TESTAUSSUUNNITTELU JA TESTAUSMENETELMIEN VALINTA TUOTEKEHITYKSESSÄ

Abstract

TIIVISTELMÄ

Opinnäytetyö tehtiin kolmessa osassa osaopinnäytetyömallin mukaan. Kaikki kolme työtä käsittelevät elektroniikan tuotantotestausta piirikorttitasolla. Ensimmäinen osa käsitteli JTAG-testausta ja työssä tutkittiin myös, mitä hyötykäyttöä testausmenetelmä tuo mahdollisesti myös tuotekehitykseen. JTAG-testauksella voidaan tarkastaa nopeasti piirikortin fyysiset kontaktit ja todeta, ovatko kaikki komponentit asettuneet paikoilleen. JTAG-menetelmän avulla voidaan myös ohjelmoida ASIC-piirejä ja mikroprosessoreita helposti. Laitteen toiminnallisuutta tällä menetelmällä ei testata.

Opinnäytetyön toisessa osassa käsitellään funktionaalisen testauksen määrittelyä tuotekehityksessä. Funktionaalinen testaus pyrkii testaamaan piirikortin tai laitteen toiminnallisuutta sellaisena, kun se käytännössä tulee toimimaan. Ohjelmistojen merkitys on tullut yhä tärkeämmäksi funktionaalisessa testauksessa, sekä testiohjelmistojen että sulautettujen järjestelmien kehittyessä. Tässä työssä pohdittiin, mitä keinoja on valmistaa luotettavia ja automatisoituja testereitä tuotantoon.

Viimeisessä työn osassa suunniteltiin ja toteutettiin funktionaalinen tuotantotesteri jo markkinoilla olevalle Checkmylevel-laitteelle. Testijärjestelmä tehtiin oululaiselle Juno Medical Oy:lle yrityslähtöisenä projektityönä keväällä 2016. Sovellus on tarkoitettu huippu-urheilijoille ja aktiivista liikuntaa harrastaville henkilöille, jotka haluavat seurata kuntonsa kehittymistä. Sovellus lähettää mitatun datan Bluetooth-yhteyden avulla mobiilisovellukseen, josta ne tallentuvat käyttäjäkohtaiseen tietokantaan.

Opinnäytetyö tarjosi hyvän kokonaisuuden perehtyä elektroniikan tuotantotestaukseen ja sen suunnitteluun. Työn viimeisessä osassa pystyttiin sitten käytännössä toteuttamaan testerin valmistus ja todettiin validoinnin avulla sen toimivuus. Työssä opittiin ohjelmoimaan testausfunktioita graafisella LabVIEW-ohjelmalla sekä opittiin mitä mekaanisia ratkaisuja kannattaa hyödyntää testerien valmistuksessa.

Asiasanat: JTAG, LabVIEW, DFT, funktionaalinen testaus, tuotekehitys

ABSTRACT

This thesis was done in three parts. All three works are dealing with device testing in PCB level. The first part deals with JTAG-tests and their benefits for the research and development (R&D). JTAG testing is quick way to check whether the physical contacts are good and components have been soldered well or not. It is also possible to program ASIC’ s and microprocessor’s via JTAG. Functionalities cannot be tested by this method.

In the second part of the thesis it was examined how to define functional tests in R&D. Functional tests try to imitate functionality of a circuit card or a device the way they work in the field. Automated testing programs and their coding are becoming more and more important in testing and knowledge of embedded systems. Various methods to produce reliable and automated test systems for electronics production were studied in this work.

In the third part of the work a functional tester for the electronics production was designed and implemented. This part of the thesis was carried out in parallel with a business oriented project work course offered by Juno Medical Ltd. The final product was a functional tester for the Checkmylevel assessment device. The Checkmylevel assessment device and mobile app are intended for athletes, who are interested in monitoring they recovery and training readiness. The application sends the measurements via Bluetooth connection into the mobile app, from where all data are stored to user a specific cloud database.

The thesis offered a good chance to study electronics production testing and design test systems. In the final part of the work it was demonstrated how to manufacture a functional test system and how the validation must be done to make sure that the functionality is what it should be. During the third part the author learned to program test functions on LabVIEW software platform and what kind of mechanical solutions should be in use in the manufacturing of test systems.

Keywords: JTAG, LabVIEW, DFT, functional testing, R&D