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版本：v0.1
作者：河東西望
日期：2022-7-15
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對很多安卓智慧裝置廠商來說，他們的通用開發模式一般是：ODM/OEM設計開發主機板PCBA（包括BSP驅動、原生AOSP系統及簡單客製化），自己做簡單的系統二次客製化及應用開發。而開發實力和水平較強的公司，則會做整體系統ROM客製化和優化、應用SDK平臺化等深度開發。
不管怎麼開發，只要主機板是PCBA廠商提供的，都面臨一個問題，就是如何驗收ODM廠商的PCBA主機板質量，包括設計質量和生產質量。硬體和結構的質量，各行業都有相關國家標準體系，例如電子行業的3C標準，醫療行業的NMPA標準等等。本檔案並不討論這些硬體和結構質量標準及測試方法。
這裡討論的是PCBA主機板的軟體系統相關的質量驗收測試方法，例如，安卓系統的穩定性，元器件(CPU/MEM/Disk/USB/WIFI/LAN/Battery等)的軟體效能，甚至也不關注質量標準。本文基於工程專案實踐經驗，提供一些快速可靠的測試工具和方法。
首先，我們要搞清楚在哪些情況下我們需要驗收？驗收的內容是什麼？
我們還是有必要先了解一下PCBA主機板的生命週期。一般情況下，硬體裝置開發生產的標準流程：
設計階段 | O ─> EVT
開發階段 | └──> DVT
試產階段 | └──> PVT
量產階段 | └──> PRD
EVT，Engineering Verification Test
DVT，Design Verification Test
PVT，Product Verification Test
PRD，Production，生產階段。
在這四個階段，理論上來說，每塊PCBA主機板都需要進行驗收測試，但是綜合考慮專案時間進度、人力裝置資源、驗收測試周期等因素，每個階段主機板驗收的重點不一樣：
| 硬體階段 | 測試版本 | 測試專案 | 測試說明 |
|---|---|---|---|
| EVT | 原生系統版本 | 工程測試、效能測試、壓力測試、功耗測試 | 硬體和系統基本摸底測試 |
| DVT | 開發穩定版本 | 壓力測試、功耗測試 | 整機效能和功耗測試，檢驗執行應用質量 |
| PVT | 生產測試版本 | 主機板測試、工程測試、效能測試 | 生產流程和效率驗證 |
| PRD | 量產出貨版本 | 主機板測試、工程測試、效能測試、應用測試 | 出廠質量測試 |
所以我們會有如下這些工程測試：
研發、測試和生產團隊，可以根據自己的專案實際情況來安排要實施哪種測試組合。後面簡單說一下這些測試都有那些內容，以及測試工具和方法。
實際上，很多中小型公司的生產開發流程一般是這樣的：
首板開發階段:
EVT
└──> DVT
└──> PVT
└──> PRD
批次出貨階段:
備貨計劃
└──> 生產貼片
└──> 刷入主機板小系統
└──> PCBA主機板測試
└──> 主機板入庫
出貨計劃
└──> 刷入整機系統版本
└──> 工程測試
├── 效能測試 │
├── 老化測試 │
└── 應用測試
└──> 出貨
PCBA主機板功能測試，主要在SMT貼片線實施，主要測試的內容就是測試PCBA主機板各種硬體和驅動是否都正常使能及正常工作，測試要求快速方便。
PCBA主機板測試工具由晶片平臺廠商(qcom、mtk、rockchip、amlogic等)提供。實際上是一個bootloader小linux系統，不包含android完整系統，大小隻有幾MB，可以快速燒錄到主機板中。在AOSP原始碼中也會有這個工具，可以根據實際情況修改原始碼調整測試項。
就是常說的工程模式測試，在android執行環境中對硬體功能進行簡單驗證測試。例如：
工程模式是一個應用APK，是通用的測試工具，一般由晶片廠商開發提供的，在AOSP工程中也有原始碼，開發團隊只需要根據實際狀況進行修改就可直接使用。
硬體效能測試，在android裝置中並沒有通用的工具和測試標準。測試的主要目的是為了檢查硬體效能是否滿足規格要求。例如DDR3和DDR4的讀寫速率，EMMC讀寫速率，USB2.0和USB3.0的讀寫速率，2G/3G/4G網路速率等等。
硬體效能測試包括硬體電氣特性測試和軟體效能測試。硬體的電氣特性測試(例如USB眼圖測試，USB浪湧測試，WIFI輻射測試等)，一般由硬體團隊來完成。而軟體效能測試（例如DDR讀寫速率，CPU浮點運算、USB傳輸速率、網路傳輸速率等），則需要編寫自動化測試用例和指令碼來完成。
硬體效能測試的測試目的、工具方法如下：
| 硬體 | 效能 | 方法和工具 | 說明 |
|---|---|---|---|
| CPU | 頻寬和運算能力 | 圓周率浮點運算1W位的時間 | 可以對不同的CPU時脈頻率進行測試 |
| DDR | 記憶體頻寬 | 記憶體MEMCPY、DUMB、MCBLOCK等操作時間 | |
| EMMC | 壞塊和讀寫速率 | 檢查EMMC磁碟壞塊；dd命令分割區讀寫時間 | 檔案大小為10Mx1000次和10Gx1次 |
| USB | USB讀寫速率 | dd命令對U盤進行讀寫 | 1.檔案大小為10Mx1000次和10Gx1次。2. USB host/OTG測試讀寫方向不一樣。 3. U盤必須是高速穩定的 |
| 網路 | 網路速率和頻寬效能 | TTL響應時間和頻寬 | 1. 測試物件包括蜂窩/有線/無限網路。2.必須在高速穩定的網路環境下，伺服器不能限速 |
| 電池 | 最長待機時間 | 待機休眠靜置直至自動關機 | 純硬體測試方法 |
| 觸屏 | 響應時間 | 手指觸控到響應的介面響應的時間 | 軟體插樁測試 |
| 溫度 | 溫升時間 | 最大持續負載下CPU達到90度的時間 | 具體溫度指標可以自定 |
當然，不同的裝置可能還有其他硬體例如耳機、喇叭、陀螺儀、距離感應器、光感應器等，需要根據實際情況自己設計測試方法和質量標準。
當然，軟體系統本身還有一些效能測試專案：例如開機速度、卡頓測試、拷貝測試，壓縮/解壓測試，多媒體編解碼測試等，可以作為作業系統或者元件效能的測試專案，而不作為PCBA主機板質量和效能測試專案。
每種具體的測試方法和工具，後續的檔案會逐步的展開。
硬體的執行效能壓力測試，就是在最大負載條件下持續長時間執行，硬體表現出來的效能。例如對CPU、記憶體，BLKIO進行持續高壓測試，採集執行資料，檢視效能曲線，分析最大值，最小值，平均值，溫度及異常資料資訊等等。
一般的壓力測試有CPU壓力測試，記憶體壓力測試，BLKIO壓力測試，如果有條件的話，可以加入卡頓測試。
| 硬體 | 測試方法 | 測試工具 |
|---|---|---|
| CPU | 執行緒拷貝運算 | stressapptest |
| DDR | 記憶體拷貝操作 | stressapptest、mbw、memtester |
| EMMC | 塊IO讀寫操作 | stressapptest |
詳細的測試方法和工具，在以後的博文中詳細展開。
在工廠生產測試中，對主機板有老化實驗測試，主要是針對硬體元器件進行持續2~4小時的測試，確保在出廠時間段內元器件沒有失效。這些實驗方法一般由廠商的NPI部門負責設計和開發測試工具。只需要對壓力測試工具和方法調整測試時間即可。
就是對各種系統負載下的功耗進行測試。這個測試是一個硬體測試，但是需要硬體團隊和軟體團隊一起協同來完成整個測試。
軟體團隊主要是設計各種負載測試條件，編寫測試指令碼和紀錄檔提取工具，生成測試報告等。硬體團隊主要是根據負載測試要求，採用帶有GPIB採集介面的精密電源，監測硬體功耗，提供測試資料和測試報告。
負載測試的內容包括如下幾個：
整機功耗測試，一般會基於不同的系統基線進行測試：
每種系統基線的功耗測試，一般要基於如下幾種工作負載場景來進行測試：
系統開機後，對裝置的關鍵應用做真實場景的應用測試，確保功能正常。這個測試一般由工廠來設計實施，沒有統一的操作方法和質量要求。
這個實驗由質量部門確認，是做全測還是做一定比例的抽測。