第1章 開關電源測試基礎

1.1 測試概論及其發展

1.測試的定義

根據GB/T 11457—2006標準中的定義，測試是“一種活動，在此活動中，系統或部件在一定的條件下執行，觀察或記錄其結果，對系統或部件的某些方面進行評價。”

Bill Hetzel在《軟件測試完全指南》（Complete Guide of Software Testing）一書中指出：測試是以評價一個程序或者系統屬性為目標的任何一種活動，測試是對軟件質量的度量。這個定義至今仍被測試界廣泛引用。

2.測試的釋義

測試是“驗證”和“確認”。“驗證”是確保產品滿足其預定的需求、方案、規范和要求等；“確認”是證實產品或產品部件滿足其在預期環境中的預期使用。“驗證”保證工作產品正確地做事，而“確認”保證產品或產品部件做了正確的事。

測試是具有試驗研究性質的測量，需要給出產品的測量數據及結果判定，測試的目的是發現產品中存在的問題。測試的范圍十分廣泛，包括定性分析、定量測定和試驗測試等，測試可以是單項測試，也可以是綜合測試。

測試和調試是兩個不同的概念。測試的目的是發現問題，而調試的目的是消除錯誤；測試可以由開發人員做，也可以由測試人員做，而調試只能由開發人員做；測試是系統地進行設計、執行和評估的工程過程，而調試是根據測試發現故障、查找問題根源和解決問題的過程；測試是通過設計測試規范來查找錯誤，檢驗產品的正確性，而調試主要是利用開發工具實現定位問題和修正錯誤。

3.測試的原則

測試人員在進行測試時，要嚴格執行測試規范，排除測試的隨意性，對測試過程和測試結果應進行評價，確保測試的有效性。

關鍵技術指標需進行白盒測試，并確保一定的覆蓋率，測試既要充分，但又不能過分測試，測試不充分和過分測試都是不負責任的。

既要進行正向測試，也要進行反向測試，正向測試指產品做了應做的事，反向測試指產品做了不該做的事，在很多時候反向測試常常被忽視。

假設在開發階段能夠發現80%的故障，在系統測試階段能夠找出其余故障的80%，最后4%的故障將會在用戶大范圍、長時間的使用后才能暴露出來，所以測試只能保證盡可能多地發現故障，并不能保證發現所有的故障。

一般測試出來的故障越多，遺漏的故障就越少。但當產品研發能力（開發能力和測試能力）達到一定高度后，要注意測試中的集群現象，測試后產品殘存的錯誤數量與該產品已發現的錯誤數量成正比，對產品的錯誤集群需進行重點測試。

4.測試的價值

研發團隊最基本的價值是交付產品，進一步是交付有質量的產品，再進一步是持續交付有質量的產品。測試作為研發團隊的一部分，不僅需要全流程地探索測試實踐活動，開展有效且高效的測試，堅守質量底線，還應該想盡一切辦法了解客戶實際使用環境，無限逼近最真實的產品應用場景。通過測試，盡快、盡早地對產品質量測評結果進行反饋，和開發團隊之間既要開展協作，又要進行建設性對抗，通過測試驅動不斷提升產品質量，共同擔當起持續高質量產品交付的價值使命。

5.測試人員的素養

首先，測試人員要有獨立的思考能力，不能人云亦云。

其次，測試人員要理解產品，包括但不限于規格書、企業規范、行業標準、國家標準、國際標準，以及器件材料特性、生產工藝要求、工程應用場景等，不斷橫向拓展，無限逼近客戶視角，搭建產品專有的測試知識體系。

再次，測試人員要掌握全面的測試技能，保證測試執行過程規范和測試結果準確。提升測試的執行效率，不能只會做加法，更要敢于做減法。

測試人員還需要有敏感、細致和縝密的觀察能力，時刻保持一顆好奇心，不斷學習，更新已有的測試知識體系，在尊重并嚴格執行現有測試規則和測試流程的基礎上，不循規蹈矩，不拘泥于外在形式。

擁有獨立思考能力且具備敏銳的觀察力，具有規范、準確和高效的執行能力，是一個優秀測試人員必備的基本素養。

6.測試的分類

（1）按測試粒度分類

測試按測試粒度分類可以分為單元測試、集成測試、系統測試和驗收測試。

單元測試是能夠實現需求規格的最小測試單元，被測對象并不是一個獨立的產品，可使用輔助設備協助測試開展。

集成測試是在單元測試基礎上，將單元集合成小系統，關注單元之間的連接及相互影響，達到集成后的預期要求。

系統測試目的在于通過與系統需求定義作比對，測試在整個系統上才呈現出的特性，發現不符合項，關注需求的滿足程度。

驗收測試是對交付產品安裝后的驗收，滿足規格書現場需求的測試。

（2）按測試方法分類

測試按測試方法可以分為白盒測試和黑盒測試。

白盒測試是將被測對象看成一個透明的盒子，它允許測試人員利用產品的內部邏輯結構和有關信息，去設計或選擇測試用例，對產品所有或關鍵邏輯路徑進行覆蓋測試，通過檢查產品狀態，確定是否與預期一致。

黑盒測試是將被測對象看成一個黑盒子，測試人員不考慮產品內部的邏輯結構和內部特性，只依據產品的外特性說明書，檢查產品是否符合規格要求。

（3）按運行狀態分類

測試按運行狀態可以分為靜態測試和動態測試。

靜態測試又稱穩態測試，是指當開關電源處于恒定輸入、輸出和穩定環境等條件下時，對其進行相關功能、性能或可靠性等方面指標的測試。

動態測試是指開關電源處于單應力或復合應力動態變化的條件下，對其進行相關功能、性能或可靠性等方面指標的測試。

（4）按研發模型分類

測試按研發模型分類可以分為傳統測試和敏捷測試。

傳統測試是基于開發周期V模型的分層串行測試，需求分析階段對應需求測試階段，概要設計階段對應概要設計測試階段，詳細設計階段對應詳細設計測試階段，單元設計階段對應單元測試階段，單元模塊集成階段對應集成測試階段，系統構建階段對應系統測試階段，系統安裝階段對應驗收測試階段。

敏捷測試是邊開發邊測試，測試工作與開發工作并行開展，支持迭代、自發性以及變更調整，快速響應需求變化，加快開發進度，縮短開發周期。敏捷測試模式對產品開發軟硬件平臺成熟度和產品測試自動化程度要求較高，尤其適用于開發與測試工作解耦或產品功能模塊解耦的項目。

（5）按測試內容分類

測試按測試內容分類可以分為功能測試、性能測試、環境測試、熱應力測試、工藝測試、安全性測試、電磁兼容測試、可靠性增長測試和其他測試。

其中，環境測試包含溫度、濕度、低氣壓、鹽霧、振動和防水防塵等測試；電磁兼容測試包含傳導、輻射、靜電、騷擾、抗擾和雷擊等測試；安全性測試包含結構、材料、溫升、絕緣、接觸電流和單點故障等測試；可靠性增長測試包括溫度沖擊、快速溫變、高加速壽命試驗、四角測試、電解電容老化試驗、應力加嚴測試、極限故障測試、健壯性測試等；其他測試包含老化測試、長壽命試驗、外場暴露測試、高溫淋雨試驗、雙85試驗、硫化試驗和火箭引雷試驗等。

7.測試的發展歷程

（1）手工測試時代

在手工測試時代，測試就是調試，測試人員邊測邊想測試內容，沒有詳細的測試計劃和測試項目清單，也沒有測試過程記錄和測試報告，這些測試不能準確地進行重復，測試過程和測試結果無法回溯。

（2）測試模型時代

引入集成產品開發（Integrated Product Development, IPD）流程和軟件能力成熟度模型集成（Capability Maturity Model Integration, CMMI）理念，產生IPD-CMMI流程，測試與質量保證（Quality Assurance, QA）分離，行業產品測試方法、測量方法和試驗規范逐漸建立，形成各種測試能力成熟度模型（Testing Capability Maturity Model, TCMM）、測試支持模型（Testability Support Model, TSM）、測試成熟度模型（Testing Maturity Model, TMM）等。

（3）測試管理時代

在集成產品開發的基礎上產生產品測試管理（Product Test Management, PTM）并逐漸趨于完善，測試工具在質量上不斷提高，在數量上不斷增多，關注測試過程管理，注重工具對測試執行效率的提升，自動化測試開始規模開展，行業測試方法、測量方法和試驗規范進一步豐富，國外先進的測試技術不斷被引進和推廣，測試向規范化、標準化方向發展。

（4）全面測試時代

測試逐漸向微觀和宏觀兩極方向發展，微觀方向體現在白盒深度，宏觀方向體現在黑盒廣度。復雜的測試工具和裝備進一步豐富，頻率響應分析儀、高性能可編程交直流源、復合應力試驗裝備和外場試驗場地等為復雜試驗開展提供了便利條件，環路穩定性白盒測試和軟件代碼白盒測試越來越受到重視，高加速應力測試、應力極限測試、輸入輸出及環境適應性測試等復合應力試驗得到廣泛應用，典型應用場景及高加速應用場景測試逐漸開展，測試可視化、自動化測試程度更高，敏捷測試得到廣泛推廣，探索式測試和云測試開始在項目運作中得到應用。

在5G通信技術和機器人技術的帶動下，遠程開關電源測試系統出現了，該系統可以實現遠程無人非接觸操作，或在助理工程師簡單介入下就能開展測試工作，測試過程數據和測試報告自動生成與發送，開啟了在家辦公、異地協同、全天候、晝夜不停息的開關電源測試新時代。