SAE預測，到2010年，汽車中的電子設備平均將占到總價格的 40%!以美元為單位，2008年獨立半導體器件的銷售額約為200億(源自Databeans公司的市場調查)。這一數字因為眾所周知的原因在2009年將有所下降，但這是暫時性的，因為汽車里面已經再也不能沒有電子設備了。噴射系統，燃油控制，導航，安全系統全部在由電子設備控制。
所以，作為測試工程師，我們該如何處理下一代汽車電子控制單元(ElectronicControl Unit，ECU)裝配之前的復雜測試呢?什么樣的測試系統——我要強調的是“系統”，沒有任何單一的ATE平臺能夠完成所有的測試工作——是最合適的。在這篇短文中，我將努力使您更加了解各種應用與測試策略。至少我希望幫助您理清思路，這樣您可以更加準確地向系統集成商和/或ATE供應商提問，并幫助您作出正確的選擇。
產品開發
當然，所有新設計的產品在發布之前都要經過驗證與測試。在實驗室測試策略中HILs(Hardware In the Loop)越發顯得重要。一般來講，這是主要用于測試ECU在遇到外部故障情況時的響應，一般故障包括：丟失信號，短路到地或Vbat，或是錯誤數據。在 ATE行業中通常選擇故障注入開關系統(Fault Insertions switching system)實現這種測試。有幾家公司提供我上面提到的故障生成/注入的硬件設備。因為在汽車中ECU的安全性至關重要，所以高水平的此類測試也同樣非常重要。
過程測試
在裝配和品質測試的過程中，汽車工業在引進新技術方面顯得有些保守。根據INEMI(International Electronics Manufacturing Initiative - http://www.inemi.org/)的報告，汽車工業在引進小尺寸封裝的PCB方面落后于其它行業。主要的影響因素是使用環境——溫度范圍 -40~+250攝氏度(尾氣傳感器的工作溫度可達580攝氏度)，多G的震動都要求其結構設計標準要遠高于一般行業，如家用電腦。原器件密度也同樣比其它消費產品低很多。另外，在未來一段時間內，汽車上的大部分時鐘也不會超過150MHz，測試點仍舊是在機械和電氣上可觸及的形式。這些信息表明ICT測試(In-circuit testing在線測試)在未來幾年內仍將在裝配線上占據重要位置。
AOI(Automated Optical Inspection自動光學檢查)也很重要。對于電氣連接受限的ECU，AOI是最經濟的加工測試方法。由于汽車ECU通常包含很多大功率——同時也是大尺寸的——器件如繼電器、線圈等，所以光學檢測時相機的高度和對ECU上大小器件同時對焦的能力非常重要。
出于質保和可靠性的考慮，在汽車工業中也非常看重把AXI(Automatic X-Ray Inspection自動X射線檢測)做為測試策略的一部分。因為BGA封裝的器件引腳數很多，所以驗證所有引腳都焊接牢固非常重要，特別是對于那些涉及到安全性的ECU：如ABS防抱死系統、安全氣囊控制器、主動式安全系統和線傳控制(X by Wire)等。因為汽車的轉向和剎車(即將實現)全電子控制，所以在不遠的將來，這些測試將至關重要。
因為光學檢查看不到BGA芯片底下的部分，而且事實上不是所有的I/O都有引出端，所以AXI在測試策略中的重要性日益提高。盡管受到2008和2009經濟衰退的影響，全世界年均新購的汽車數量仍高達5千萬輛(數據源自Automotive News – http://www.autonews.com/)。
目前的 AXI系統檢測速度很低(3D X射線檢測約為0.6平方英寸/秒，2D X射線檢測約為6平方英寸/秒)。如果提高檢測速度則ATE制造商也要相應提高設備的分析速度，由此導致的成本上升在對成本敏感的汽車業中也是個重要的考慮因素。在很多情況下，可以通過對ECU進行部分X射線檢測，對其它部分采用AOI或ICT檢測的方式以保證生產線的效率。
各種不同類型需求
EOL的復雜性決定了測試的困難度，因為這里的任務是模擬真實的工作環境，所以完成這些復雜的測試需要做完善的計劃。ECU有一些需求要在功能測試系統中加以考慮，包括：
電源需求：電子控制單元決定何時驅動如馬達和線圈等機電設備工作。按照當前的汽車電源總線的12V標準，這意味著可能出現很大的電流–電動助力轉向需要高達 100A!V8發動機上的可變氣門執行器需要高達2400W的峰值功率!相當于12V電壓下電流峰值可達200A!所以合適的開關規范和冷卻能力相當重要。
混合動力汽車：動力系統的點煙可能高達300V，但是大部分外圍設備——如車燈、娛樂與車載儀器設備——運行在很低的電壓下。所以在這類設計中通常有電壓轉換。而且因為300VDC的電壓比較危險，所以測試計劃中必須考慮隔離測試以保證安全性。
串行通訊：汽車工業已經接受了網絡的概念，或者按照他們自己的說法叫做“多路連接”——按照汽車中各個ECU的連接結構。多路技術已經用于顯示診斷、安全與性能等信息(例如速度表已經不再由單獨的電纜來驅動)，并且現在也用于娛樂與導航方面。但是，實際上使用的協議過多是個問題。
CAN(Controller Area Network)是應用最廣泛的，K-Line和LIN(Local Interconnect Network)也應用比較廣泛。還有其它如用于電傳線控和主動安全保護的實時協議如FlexRay和TTP(Time-Triggered Protocol)以及光纖協議如MOST(Media Oriented System Transport)和IDB1394(派生自IEEE-1394,或稱作FireWire)，這些通常用于娛樂和車載通訊的協議目前主要用于高端的汽車，將來如果價格降低也可以應用在中低端產品中。
有一些組織如AUTOSAR(Automotive Open System Architecture - http://www.autosar.org)正在尋求簡化ECU開發與互聯通訊的方法–但是實現起來需要一定時間。所以現在不論您是購買還是搭建的測試系統，您必須處理各種各樣的不同的協議。
RF應用：在汽車ECU測試中AM/FM廣播,RF與微波測試已經應用更加廣泛。與移動電話互聯的藍牙(Bluetooth®)接口已經在低成本的汽車中廣泛應用。IEEE報道過使用BAP(Bluetooth Access Points)建立微型網絡的概念設計。這個設計的目標是可以避免設備識別時的沖突問題。最后，還有交互式巡航控制，主要使用雷達波段(40GHz)用于保持安全車距。
結束語
電壓12V到300V–電流最高達200A–帶寬從DC到光波–這是多么巨大的挑戰!很明顯我在這里我無法給您全部的答案–相關的書籍已經充分講解了這些話題。但是希望通過這篇文章您已經有了多一些的想法，可以使您的工作更加輕松一點——也使我們的汽車更加安全和舒適。