PCBA板级测试中的信号波形测试项目

硬件测试顾名思义就是对于硬件产品的测试，一个好的产品想要正常流通到市场上进行售卖，那售卖前是必须要进行想要的产品测试的，不然就是产品最终顺利流通到市场，也会出现各种各样的问题，比如说常常看到的汽车某一型号或者某一批次的产品质量存在问题，产品设计不合理而导致大量召回的新闻。

所以硬件测试是对于产品研发过程中的重要把关，保证最终产品上市是一个相对完美的状态。

那这个硬件测试到底是测试个什么东西呢？接下来会分几期来详细分析一下硬件测试的相关知识内容。

前面《硬件那些事之硬件测试（五）》 有补充介绍了PCBA板级测试中的电气性能测试项目中的负载测试，馈电测试，主芯片复位电平等的测试 。接下来会继续介绍PCBA板级测试中的信号波形测试项目。

信号波形的测试是根据电路板中有包含设计的关键信号的测试，比如说主板中有I2C信号，那就需要测一下I2C的信号波形质量，或者有其他的信号也是一样。

波形测试一般会使用示波器进行量测观察，主要需要测试观察波形幅度，边沿和毛刺，时间时序等等，通过测试波形的参数可以看出幅度，边沿时间等，来验证是不是满足器件接口电平的要求，会不会存在信号毛刺，导致信号质量下降等。

• 信号波形测试

I2C波形

I2C协议是一种常见的信号协议，通常只需要两线式串行双向总线，用于连接微控制器和外部设备，所以需要的引脚数仅仅需要两条（CLK和DATA），对于I2C波形的测试需要根据I2C的基本特征着手，它的工作过程中整个流程通常会是这样的。

1，Master（主设备）发送起始信号

2，Master发送7bit address地址加1bit Write信号

3，找到符合地址的Slaver(从设备)响应ACK

4，然后就可以正式发送数据了，Master发送8bit数据（数据帧大小为8位）

5，Slaver响应ACK

6，最后Master发送停止信号（若Master仅发送一个字节的数据）

***起始信号：***SCL处于高电平，SDA从高电平向低电平转换。

***停止信号：***SCL处于高电平，SDA由低电平向高电平转换（与起始信号相反）。

***帧地址：***每个从属设备有唯一的7位或10位地址，用于主从设备之间的地址识别。一般地址的位长是7或10位，7位用的更广泛。

***读/写位：***1bit，一般会伴随着地址帧发送。如果主机是向从机发送数据（写）则为低电平，请求数据（读）则为高电平。

***ACK/NACK：***响应数据，确保数据有被正常发送且接受到。I2C的数据和地址传输都带有响应（先响应地址，后响应数据）。响应包括“应答（ACK）”和“非应答（NACK）”两种信号。ACK时DATA为低电平，NACK时DATA为高电平。

***数据有效：***数据的传输有分有效和无效，只有在SCL为高电平时，SDA的数据才有效，此时SDA高电平表示数据“1”，低电平表示数据“0”.当SCL为低电平时，数据无效，此时通常需要对SDA进行电平切换。

以下是对于I2C信号质量，信号时序要求的测试内容，在实际的测试中会量取相应的I2C波形，来观察实际量测到的波形是否符合预期，是否存在较大干扰，时间方面，电压方面都需要进行观察检验，如下表。