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电磁脉冲主要来源于高空核爆或非核电磁脉冲弹爆炸产生的强电磁瞬变辐射场。电磁脉冲作为瞬变干扰源能通过天线、电缆连接处、金属管道等进入电子设备的内部，在电路上产生瞬变电压或瞬变电流，使电子设备遭到严重的破坏。国内在电磁脉冲效应研究方面以实验研究为主，主要开展了目标耦合和器件级效应大量的理论、数值模拟和实验工作，但在系统级效应与应用研究方面较少。系统级电磁脉冲效应是电磁脉冲对系统内部电子设备的影响和作用，这种效应能够通过各种途径耦合到系统内部，对电子设备造成威胁。为提升研究系统级电磁脉冲效应及其防护技术效率，增强各行业系统抗电磁脉冲能力，广电计量电磁安全工程研究所成立科研专项组开展系统级电磁脉冲防护仿真技术研究。 电磁环境+现场测试复杂 电磁防护难度大 近年来，电磁脉冲因其对电子设备极强的破坏性而持续受到广泛关注。在特殊行业装备领域，电磁脉冲对电子设备产生的强电磁干扰以及核电磁脉冲的巨大破坏作用促使一些国家和地区抓紧了电磁脉冲装备的研制与电磁脉冲的防护研究；在民用领域，无人机、高速列车、新能源汽车、人工智能等快速发展，为了提升这些电子设备的电磁环境适应性，电磁脉冲防护也不断被纳入产品的设计规范中。 系统级电磁脉冲装备由于体积大、运输困难，对实验设备的要求高、操作难度大，往往无法在实验室完成电磁兼容测试。对于一些大型复杂系统，由于空间有限而电子设备增多，导致电磁能量耦合途径呈现出复杂趋势。同时，由于电子特殊化装备、电磁脉冲设备、高功率微波设备等涉及电磁脉冲的产品更迭迅速，传统的实验测试很难跟上更新速度；各类产品电磁环境的日益复杂化，使得电磁干扰覆盖频率和范围不断扩大、电磁能量耦合途径越来越错综复杂。综合以上因素，系统级电磁脉冲防护技术面临着越来越大的挑战。 仿真预测+防护设计 满足系统级防护需求 目前，对于电磁脉冲效应及其防护大都采用设备测试的方法，但对于很多大系统，传统的电磁脉冲实验已经不能满足需求。随着信息化技术发展与电磁仿真软件的不断迭代更新，软件仿真结果与实际情况日趋接近，模拟方法简便易操作，仿真计算几乎不受产品种类的限制，通过仿真预测分析，在产品的设计阶段就能将很多问题避免。为满足相关产品系统级电磁脉冲防护需要，提供一种更高效、便捷的电磁防护方法，科研小组以无人机为研究对象，开发系统级电磁脉冲防护仿真技术。 该技术以GJB8848-2016和GJB1389A-2005为依据，基于场线耦合分析方法、电磁场理论，采用CST仿真软件中场路协同的技术，开展无人机系统强电磁脉冲辐照干扰防护研究，并得到一套系统级电磁脉冲效应的仿真方法及电磁脉冲防护的仿真方案。创新性地针对无人机系统的系统级电磁脉冲防护设计及测试方法进行研究和对比分析，通过比对滤波、限幅、屏蔽三种措施的前后结果，系统级电磁脉冲防护仿真方法的有效性得到了验证，有效性可达到95%以上，防护效果显著。该技术能够帮助客户更好地理解产品特性、查看产品电流分布、线缆线路上的电压，通过对计算所得的电流、电压结果定量分析实现对系统存在的问题进行预测，有效解决系统级电磁脉冲防护难题。该技术已向国家知识产权局申请发明专利1项，具备成熟的技术能力。 ·强电磁脉冲波形· 电磁脉冲与无人机系统的耦合模型 强电磁脉冲的滤波防护电路 强电磁脉冲的限幅防护电路 助力无人机等行业高质量发展 本项技术可应用于无人机、新能源汽车、轨道交通、医疗器械、航空航天、人工智能、船舶电气等行业领域，可为相关行业领域产品提供系统级电磁脉冲效应评估，并给出相应的防护设计方案。通过本项技术可为客户提供更高效、便捷的服务解决方案，帮助提升产品开发效率，降低产品研发成本，帮助检测服务行业储备新技术能力，最终助力相关制造行业高速、高质量发展。

背景简介 超声扫描成像检测，是无损检测领域的核心检测手段之一。在大众比较熟悉的医疗领域，基于超声成像当前已经发展出了超声医疗及超声探伤两大领域。而在第三方检测应用里，主要应用场景还是基于超声成像的电子元器件的超声扫描检查以发现电子元器件无法直接观察的内部缺陷。 基本原理 超声波一般是指频率大于20KHz的声波,具有频率高，波长短的特性，使其能够沿着直线在介质中传播:直线传播的特性给通过超声定点扫描提供了基础。 超声波作为一种机械波，其传播是以介质材料内分子的机械振动而产生的。介质内的分子间距越小，则超声波传播的速度越快，因此不同介质的分子间距差异导致其声阻抗存在差异。这种声阻抗差异使得超声波在不同材料的界面发生可被记录的反射及透射。 超声扫描显微镜正是利用超声波的直线传播，界面反射及透射的特性进行工作。 具体而言，超声波换能器向电子元器件表面发射一束超声脉冲信号，通过耦合液向器件内部进行传播。信号每通过一层界面都会反射一部分信号由超声换能器接收进行成像，这种成像方式被称之为反射式扫描。另有一部分信号透过界面继续向下层传播，最后穿过所有界面由样品下方的信号接收探头接收，这种方式被称为透射式扫描（T扫）。 通过反射式扫码及透射式扫描，超声扫描显微镜即可记录超声波的变化从而对电子元器件进行无损检测。 超声扫描显微镜 设备参数 1、最大扫描范围≤320mmX320mm；最小扫描范围 200μm×200μm； 2、X、Y轴最大扫描速度：不小于1000mm/s，速度可调； 3、重复精度 ±0.1μm； 4、主要扫描模式包括：A扫描(点扫描)、B扫描（纵向扫描）、C扫描（水平扫描）、多层C扫描、多重门限扫描、透射扫描、托盘扫描。 扫描模式 A扫模式：A-扫为点扫模式，对当前界面某一点进行扫描，可以用来对当前界面一些异常位置进行确认。 A 扫描模式 B扫模式：B-扫描相当于观察样品的横截面，可以用来确定缺陷在纵向方向上的位置和深度。 B 扫描模式 C扫模式：C-扫描相当于观察样品的剖面，通过时间窗口的选择可以确定剖面的位置和宽度，并将窗口选择在所需观察的界面位置，从而得到缺陷的数量和外形尺寸。 C 扫描模式 X扫模式：X-扫描相当于多次等分的不同层面C-扫描，通过一次扫描的方式得到多个不同深度位置的图像，适合与多层结构的器件检测。 X 扫描模式 T扫模式：T-扫描是在样品底部加装一个接收探头，在做C-扫描的同时进行透射T-扫描，可以用来确认C-扫描图像中的无法判明的缺陷。 T 扫描模式 缺陷判定 超声波入射到样品中，具有如下的特性：当超声波从密度高的介质进入密度低的介质时会发生半波损失，或称为“相位翻转”。 当电子元器件样品内有空隙分层时，样品内空隙分层位置的介质密度通常小于其它介质密度，通过超声波的半波损失原理可以用来判断样品内的分层缺陷。 典型案例 服务能力 超声扫描显微镜的检测能力主要与超声扫描探头的频率相关，频率越高，分辨率越高，穿透能力越差；焦距越长，分辨率越低，穿透能力越强。 广电计量元器件筛选及失效分析实验室目前配备了15/30/35/110/125/230 MHZ的探头，能够对普通塑封器件、FCBGA高阶封装器件、功率器件、IGBT模块等各种不同封装尺寸及应用领域的器件进行检测分析。可基于超声扫描显微镜进行元器件质量抽检、批次性元器件筛选、封装失效定位、潮湿敏感等级、可靠性试验后辅助分析等。

近年来，智能网联汽车行业已经进入飞速发展的轨道，“软件定义汽车”已经成为业内人士的共识，同时也将面临着功能安全、网络安全等多重挑战。本文通过对相关标准中测试要求的介绍，探讨汽车功能安全测试的测试方法。 软件安全测试内容及方法 根据软件开发V模型，软件安全详细设计完成之后，需要进行相应的软件验证，集成及测试等内容，即V模型右边内容，具体包括：软件单元测试，软件集成和测试，软件安全要求验证。具体如下图所示： 软件安全验证方法 ISO 26262-6:2018针对软件单元验证、集成验证、嵌入式软件验证这三部分内容分别进行了阐述，并根据不同的ASIL等级对其验证方法进行推荐： 上面列举的三类测试，虽然它们属于软件开发V模型不同测试层级，但很多测试方法是共通的，例如基于需求的测试、接口测试、故障注入测试等等。 为更好地理解，我们可以从测试类型的角度，将以上测试方法分为： • 静态分析(Static Analysis) • 动态分析(Dynamic Analysis) 对于功能安全软件安全测试、软件单元验证、集成验证、嵌入式软件验证对应测试类型如下： •单元验证：静态分析 + 动态分析，静态为主 • 集成验证：静态分析 + 动态分析，动态为主 •嵌入式软件验证：动态分析 下面，对于静态分析和动态分析进行详细说明： ● 静态分析 静态测试属于最基本的测试，是指不用执行程序的测试，它主要采取代码走查、技术评审、代码审查等方法对软件产品进行测试，主要包括以下内容： 软件/代码是否满足相关质量标准？ ─ 走查，结对编程，检查 ─ 控制流分析 ─ 数据流分析 ─ 静态代码分析 除不同类型的人为分析检查外，静态分析最重要内容为静态代码分析，主要目的是检查代码编写是否符合特定的编程规则。对于大部分车辆控制器代码而言，静态代码分析，即C代码静态分析(如果基于模型开发，则是自动生成的代码)，主要是保证代码满足MISRA C(Motor Industry Software Reliability Association, 汽车工业软件可靠性协会)相关的要求。 静态代码分析一般可以直接采用自动化检测软件，例如SIMULINK、 Model Advisor; Vector、 VectorCAST; Perforce、Helix QAC等，通过配置代码检测规则，然后导入源文件进行自动化分析，如果不满足相关要求，则需要对代码进行修改，直至满足为止。 ● 动态分析 动态分析是指实际运行程序，并通过观察程序运行的实际结果来发现错误的软件测试技术，它包括了以下几个方面： ①软件/代码是否做了它应该做的? ─ 基于需求测试─ 接口测试─ 背靠背测试 ②软件/代码是否做了它不应该做的? ─ 鲁棒性测试 ③软件/代码是否足够? ─ 结构覆盖性测试 重要的动态测试包括： 【基于需求测试】 基于分配的安全需求和测试环境，制定安全测试用例，测试用例一般包括5个关键参数，即: 初始状态或前提条件，数据设置、输入、预期输出、实际输出。 【接口测试】 不同软件层次接口，包括信号名称、数目、数据类型、范围测试。 【故障注入测试】 即鲁棒性测试，故障注入测试主要目的是验证系统设计、软件设计过程所提出安全机制或安全措施的有效性，通过在特定位置注入错误，包括错误的数值、方向、频率等，对系统功能安全机制响应时间、诊断覆盖等内容进行验证。 【背靠背测试】 基于模型设计的测试，验证模型和生成的代码的一致性，即采用相同的测试用例，同时输入模型和生成的代码进行执行，对二者输出结果进行比较，一致则通过，否则存在不一致。 除基本测试方法外，ISO 26262-6:2018对不同阶段的软件安全测试环境也有相应的要求： 单元验证及集成验证：基于开发环境的软件测试，包括模型在环、软件在环、处理器在环、硬件在环。 嵌入式软件验证：硬件在环或车辆 我们的服务 广电计量信息化服务事业部在汽车功能安全服务方面可提供相应的培训、咨询、认证辅导服务。并且，可以基于汽车功能安全要求向整车企业及相关零部件企业提供完整的软件评测服务。具体服务包括：

50% —— 在品控界是个很可怕的数字，有一对兄弟难题占到了产线不良率的一半江山。 在电子器件组装过程中， E OS(Electrical Over Stress ) 与 ESD （ Electrical Static Discharge ）造成的集成电路失效约占现场失效器件总数的 5 0 %， 且通常伴随较高不良率以及潜在可靠性问题 ， 是产线一大杀手 。 当问题发生时，应该如何查找真因、寻找解决方案，一直以来都是困扰现场工程师、品控工程师的难题。广电计量集成电路失效分析实验室，通过多年的行业积累，总结出一套相对完整的针对 E OS/ESD的分析方法 ，通过失效分析、模拟验证等手段，可以更好地协助现场工程师与设计工程师提升产线良率及 I C的可靠性 。 常见问题 1 ： 产线失效到底是由 E OS还是 E SD引起 ？ 我们在做失效分析时，最常听到客户的要求是希望知道 root cause是 E OS还是 E SD ， 确认 失效 机理及 真因， 是改善良率的第一步 ， 也是非常关键的一步 。通常，我们区分 E OS还是 E SD会首先通过失效分析手法挖掘 I C的物理失效现象 ，然后 从现象上去区分 。 常见 E SD物理失效表现 ：衬底击穿、多晶硅熔融、 GOX pin hole 、 contact melted 、 metal melted等 （见图 1）， 常见 E OS物理失效表现 ： 氧化层 、 金属层大面积 熔融 以及封装体碳化等现象 （见图 2）。 图 1：常见E SD物理失效现象 图 2：常见E OS物理失效现象 常见问题 2：为什么E OS和 E SD会造成不同的失效现象 ？ E SD从广义上属于 E OS的一种 ，但是 现场应用中我们通常把 E SD单独归类 ， 除此之外的过电应力统归于 E OS 。 E OS 是指长时间 （几微秒到几秒）持续的过压或大电流造成的局部过热导致的失效，其电压、电流相对 E SD较低 ， 但是持续时间长能量更高 ， 经常有同一功能区块多处大面积的 burnout现象 。 E SD 单指在静电放电过程中 瞬间 高电压 （通常在几千或上万伏特）大电流（ 1~ 10A ）状态下引发的失效现象，主要特征为放电时间极短（ 1~ 100ns ），因此一般呈现为轻微的点状失效。 表 1：E OS/ESD信号特征 图 3：E OS/ESD脉冲波形 综合以上 ， 由于 E OS信号相对 E SD信号持续时间长 ， 能量更强 ， 所以通常会造成芯片大面积的 burn out 现象 ， 这是 E OS不同于 E SD现象的主要特征 。 常见问题 3：什么情况下无法区分EOS/ESD？ 一种情况是 短脉冲 E OS （持续时间几个微秒） 与 E SD的物理损伤十分相似 ，比如只造成很小面积的金属熔融，这种情况就很难区分是 E OS还是 E SD的能量造成 。另 一种情况是 I C先经过了 E SD损伤 ， 在后续功能验证时大漏电流诱发了 burnout现象，使得I C表面同时存在 E OS和 E SD的物理失效特征 ， 尤其常见于 P AD旁边的 I O buffer线路上 ，这种情况下单从物理失效现象是无法判断初始失效是否由 E SD导致 。当遇到 E OS/ESD无法区分的情况 ，需要 通过模拟实验进一步验证 ，对 I C或系统使用不同 模型进行 E OS/ESD 模拟测试（见图 4）test to fail ，并针对失效 I C进行分析 。通过对比验证批芯片与实际失效芯片的物理失效现象（失效线路位置及失效发生的物理深度），不仅可以用来归纳真因，还可以了解 I C或系统在不同条件下的耐受等级 ，从而进一步指导优化 产线防护或 I C的可靠性设计 。 针对新投产芯片也可以考虑从多维度进行 E OS/ESD的验证 与 分析 （见图 5）， 不断提升 I C的可靠性品质 。 图 4：I C常见 E OS模拟验证方式 图 5：I C常见 E OS/ESD测试项目 综上所述 ， 当 产线发生 E OS/ESD失效时 ， 应该从哪些方面进行分析及改良 ？ 我们通常建议客户参考以下流程 进行： 1 . 针对失效 I C进行 电性 及物理失效分析 ， 确认其物理失效现象 （失效点对应的电路位置及失效的物理深度），配合现场失效信息收集， 初步推断 E OS/ESD失效模型 ； 2 .针对 E OS/ESD无法判断的情况 ，对相关 I C或系统 进行 E OS/ESD模拟试验 ， 验证其电压 、 电流耐受等级 ， 并针对失效芯片执行 失效分析，对比实际失效状况，归纳真因及梳理改善方向； 3 . 探测现场容易发生 E OS/ESD的位置 （例如使用 E SD Event Detector或高频示波器 ），针对产线应用进行改良。 表2：IC常见EOS/ESD失效来源 广电计量 集成电路 失效分析实验室 ， 配备完善的 EOS/ESD/RA等测试设备及完整的失效分析手法 ，拥有经验丰富的材料及电性能可靠性专家，可以针对 I C进行全方位的失效分析及 可靠性验证方案的设计与执行。