嵌入式測試能有效提升PCBA良率。除錯工程師藉由嵌入式測試所提供的不合格測試、受測的PCBA功能或電路、測試中使用的網路，以及量測到與期望中的數值或位元，可降低「未檢出故障」與「無法啟動」的PCBA數量，有效提高PCBA的產品效能。
物聯網(IoT)透過網路將智慧型裝置與電子設備緊密相連，以便在日常生活中提高人們的生產效率。
這類智慧型裝置與互連電子設備的核心為微處理器單元(MPU)或微控制器單元(MCU)，可管理物聯網裝置，同時可與連接大量裝置的生態系統主機溝通其運作狀態。這類生態系統包含智慧型電網、醫院與病患監控系統、車內或車輛間管理系統。
其中自動駕駛汽車便充分展現物聯網生態系統概念。汽車的車載通訊系統須持續提供汽車位置，以便與周遭的車輛及行人保持安全距離。此外，汽車的動力系統、速度、煞車及車身控制系統，須整體協力運作，以避免導航到目的地時發生碰撞。
PCBA元件封裝縮小 結構性測試困難度大幅增加
電子裝置都是經由這些控制單元，連接到汽車內各個感測器與致動器，而汽車內安裝之各式電子模組，其16與32位元微控制器的總數量通常高達上百個。
為因應自動駕駛汽車的安全性要求，汽車內部所有電子設備的品質與可靠度，都必須符合最高標準，因此要執行大量測試，以確保汽車無論在靜止或移動狀態下，都絕不會有電子裝置發生故障的問題。這類測試會先確認每個電子模組的獨立運作功能，然後將它們連接到車載主機，以驗證其通訊與反應能力。
車用電子的製造環境早已使用影像與電子系統來進行嚴格的測試。首先，業者會先行驗證印刷電路板組裝(PCBA)，接下來則在環境測試機中模擬極端運作狀況，以便對汽車或車內組裝的系統進行壓力測試。
目前的車用電子測試模式主要為結構性測試，所製造的PCBA必須徹底通過功能性測試，亦即可順利執行所有的PCBA功能，以確認是否能符合所設計的規格。
由於PCBA的機板、速度和不斷縮小的元件封裝，讓結構性測試的困難度變高，因此要提供無製造缺陷的PCBA成為極大挑戰。如果PCBA通過結構性測試，卻在開始執行功能性測試時就無法運作，其流程會因為缺乏故障機制的指示而停擺，並標示為「未檢出故障」；安裝了MPU或MCU的PCBA若出現相同的症狀，則會標示為「無法啟動」。
增添嵌入式測試 PCBA良率有效提升
產能降低，以及銷毀「未檢出故障」與「無法啟動」之PCBA所付出的高昂代價，迫使業界在結構性測試與功能測試之間，又多加一項嵌入式測試。
嵌入式測試的成功與否和報酬率，取決於從PCBA設計初期就開始投入相關開發的程度，然而測試工程師必須決定如何在進行生產時，將嵌入式測試碼載入PCBA，以及啟動PCBA時，是否應該將PCBA切換為從MCU記憶體中的嵌入式測試碼啟動，或者是透過自訂的唯讀記憶體(ROM)元件來啟動。
接下來，工程師必須在嵌入式測試計劃中，設定偵測出「未檢出故障」與「無法啟動」等不良品的指標。當PCBA開啟電源程序以啟動各項電路及功能時，必須仔細監測電源網中的電壓。
若電源網中的電壓突降或超過所設定的限制，則須停止嵌入式測試，並提供電源網資訊、不合格測試，以及電壓量測報告。這些資訊都可協助除錯工程師追蹤問題電源網中的電路，以發現其中缺陷。
當PCBA成功開啟所有電源網的電源程序並完成MCU啟動後，工程師必須在I/O埠與通訊匯流排開始運作之前，針對MCU驗證其內部的功能，例如時脈、計時器及中斷是否正常。
I/O埠與通訊匯流排可以利用迴路測試，以驗證電路內的元件功能是否正常。藉由將實際裝置連接到I/O埠與通訊匯流排，以確認當PCBA整合到聯網環境中能否正常運作。
嵌入式測試的價值，取決於它能為負責修復缺陷的除錯工程師所提供的資訊。不合格表單中必須包括不合格測試、受測的PCBA功能或電路、測試中使用的網路，以及量測到與期望中的數值或位元。
除錯工程師用來快速辨識電路甚至網路的任何資訊，都有助於提高首次修復的成功率，並降低「未檢出故障」與「無法啟動」之PCBA數量。
一套完整而縝密的測試計畫，應結合嵌入式測試，並且在進行PCBA設計時便投入於測試流程的開發。此外，如果能搭配實用的診斷訊息，將可大幅提高新型物聯網裝置之PCBA製造產能，並帶來更符合成本效益的附加價值。
(本文作者任職於是德科技)