Montirana in zaspajkana ploščica še ni končna naprava. Dva koraka, ki jo naredita funkcionalno — programiranje in testiranje — sta enako pomembna kot vsak korak pred njima in enako zahtevata izkušnje in pozornost. Naprava, ki ni pravilno programirana ali testirana, ni izdelek; to je draga zbirka komponent, ki čaka na težavo.
Programiranje
Programiranje zajema vse, kar naprava potrebuje, da prejme svojo programsko opremo in konfiguracijo. Za mikrokontrolerje in procesorje to pomeni flashanje vdelane programske opreme prek ustreznega programirnega vmesnika — JTAG, SWD, UART bootloader ali programator, specifičen za arhitekturo. Za FPGA in CPLD to pomeni nalaganje bitstreama, ki definira logično strukturo programabilnega vezja. Vsak od teh procesov ima svoje zahteve in svoje metode za preverjanje, ali je programiranje uspešno zaključeno.
Za naprave, ki poganjajo operacijski sistem — Linux, RTOS ali kaj drugega — je namestitev OS del procesa programiranja. Odvisno od platforme, to lahko pomeni pisanje slike na microSD kartico, programiranje eMMC pomnilniškega čipa neposredno na ploščici ali inicializacijo NOR/NAND flash pomnilnika z bootloaderjem in particijami. Za serije razvijamo postopke, ki zagotavljajo, da vsaka naprava, ki zapusti obrat, ima identično, preverjeno programsko konfiguracijo — brez ročnih korakov, ki vnašajo možnost napak.
Testiranje prototipa
Testiranje prototipa je posebna disciplina, ki se razlikuje od serijskega testiranja. Prototip prihaja brez jamstev — to je prvi fizični primerek načrtovanja, ki še ni prestalo nobene validacije. Vsak prototip obravnavamo z ustrezno previdnostjo.
Preden prototip sploh dobi napajanje, vizualno pregledamo montažo v kritičnih conah — napetostni regulatorji, zaščitna vezja, polarnost elektrolitskih kondenzatorjev. Šele po tem pregledu se napajanje uvede postopoma in nadzorovano. Merimo napetostne linije — ali so vse napetostne domene na pravilni napetosti, ali so nepričakovani padci, ki bi nakazovali kratek stik ali preobremenitev. Merimo skupno porabo toka in jo primerjamo z oceno iz faze načrtovanja. Vsako odstopanje od pričakovane porabe vedno nekaj pove — včasih nekaj neškodljivega, včasih nekaj, kar je treba rešiti pred nadaljevanjem.
Ko je napajanje verificirano, sledita programiranje in funkcionalno testiranje. Z osciloskopom spremljamo signale na ključnih točkah — taktni signal, komunikacijski vmesniki, PWM izhodi, analogni signali. Generator signalov stimulira vhode in preverjamo, ali se naprava odziva kot pričakovano. Če ima naprava video izhod, jo povežemo z monitorjem. Če ima USB, Ethernet ali serijsko komunikacijo, testiramo te povezave. Vsak funkcionalni blok naprave prestane svojo verifikacijo, preden zaključimo, da prototip deluje pravilno.
Serijsko testiranje
Testiranje v serijski proizvodnji mora biti hitro, ponovljivo in zanesljivo. Za vsak projekt definiramo testni protokol, ki pokriva ključne funkcije naprave in ki se lahko izvede dosledno na vsakem kosu brez odvisnosti od presoje posameznega tehnika. Čim jasnejši in natančnejši je testni protokol, tem manjše je tveganje, da defektna naprava preide skozi mrežo.
Stresni test
Za naprave, kjer je zanesljivost kritična — industrijske aplikacije, zunanji pogoji, neprekinjeno delovanje — izvajamo stresni test strojne opreme. Naprava deluje pri polni obremenitvi skozi definirano časovno obdobje, med katerim spremljamo temperaturo, porabo toka in funkcionalne parametre. Cilj je provocirati vse potencialne slabosti — toplotne, električne, mehanske — v kontroliranih pogojih v obratu, ne pri končnem uporabniku na terenu.
Naprava, ki prestane stresni test v našem obratu, ima z visoko verjetnostjo brez presenečenj v dejanski uporabi. To ni brezpogojna garancija — a to je najbližje, kar je mogoče doseči brez certifikacijskih laboratorijev in večletnih testov vzdržljivosti.