随着现代电子设备的复杂化程度和技术含量的日渐提高，电子设备的故障检测和维修难度增大，从而增加了设备维修和保障成本，严重制约了电子设备进步和发展。为解决这种问题，电子设备广泛采用系统自测试BIT (Built In Test)技术，自测试功能可以对电子设备内部的故障进行自动检测、诊断和隔离，大大提高了电子设备中的故障诊断效率和准确性，从而有效地缩短了维修时间，降低了维修和保障费用，对提高电子设备的可性有着重要作用。
1 概述
自20世纪70年代开展BIT技术研究以来，国外对BIT技术的研究不仅在理论。上作了大量积累，而且在工程实践应用中获得了宝贵的经验和收益， 在提高设备检测率、改善维修性能、降低保障成本等方面发挥了非常显著的作用。而目前我国对BIT技术的研究和应用大到致处于美国20世纪90年代的水平，不仅对BIT技术的理论和方法研究相对薄弱，而且工程实践积累的经验数据也不足。
自20世纪90年代开始，世界各国开始逐渐在BIT的故障诊断中应用神经网络、模糊理论、专家系统等智能理论和方法，使BIT系统具有连续监控、故障重构、知识冗余、学习机制等特点，以提高故障诊断能力，减少BIT虚警。智能化BIT设计正逐渐向集故障监控、智能决策、专家系统和预防维修于一体的综合系统方向发展，它结合故障数据库，故障诊断、趋势分析、维修记录数据库和专家系统等信息，不仅提高了BIT决策和故障诊断能力，同时还提供了预防性维修的依据。国内BIT技术的应用目前主要以常规BIT技术为主，智能BIT理论和技术研究才刚起步，研究成果基本都处于跟踪研究阶段，缺乏实用的人工智能测试技术，网络化水平较低。
2 BIT技术设计
2.1 BIT定义
BIT的定义如下：
a) BIT是指系统和设备内部提供的检测、隔离故障的自动测试能力。
b) BIT是指系统主装备不用外部测试设备就能完成对系统、分系统或设备的功能检查、故障诊断与隔离以及性能测试，它是联机检测技术的新发展。
2.2 BIT应用特点
BIT技术应用的特点如下：
a) 可快速故障诊断，减少故障检测时间，提高检测效率；
b) 减少人为诱发的故障；
c) 减少测试维修人员的数量和降低技术等级的要求；
d) 减少保障设备、通用测试设备等的要求；
e) 通过多层分布式设计，可以对系统、模块、芯片级实施测试、检测和故障诊断；
f) BIT能够检测隐蔽故障，提高系统的任务可靠度。
2.3 BIT设计要求、准则
2.3.1 设计要求
BIT设计要求包括定量和定性两方面。
a) 定量要求一般包括故障检测率、故障隔离率和虚警率，
b) 定性要求一般包括BIT工作模式、BIT信息的处理要求、BIT运行时间、BIT电路的可靠性要求。
BIT系统在各种工作模式下能够检测系统中存在的故障，并将故障定位到具体模块。
2.3.2 设计准则
系统BIT设计，主要体现为“可控”与“可观测”两个方面，能够控制设备内部的工作状态，并能够观测设备内部故障的特征数据，以达到故障检测与隔离目的。因此，开展系统BIT设计一般从以下几个方面入手：
a) 合理的划分产品模块及单元，一个模块尽量包括一个或多个独立完整的功能；
b) 合理选择测试点，根据模块的FNEA结果，合理选择可以表征故障的测试点，实现故障“可观测”能力；
c) 合理设计测试控制，实现状态“可控”能力：
d) 设计必要的检测设备或检测信号，包括自检信号激励、信号采集分析设备等设计必要的BIT软件。
在电子设备的各个阶段应将BIT设计作为一种重要的设计因素，并且在设计时应遵循以下准则：
a) 所有导致电子设备关键功能丧失的内部故障都必须设计BIT监控；
b) 电子设备设计时应充分利用设备自身的固有资源，尽量不增加或少增加BIT电路；
c) BIT电路的故障不应影响设备自身的功能和性能；
d) BIT的检测结果应能进行记录。
2.4 BIT设计主要内容
系统BIT设计是完成系统的故障检测与隔离，主要包括四个方面：
a) 设计；采用各种软硬件办法为“可控”与“可观测”提供条件；
b) 检测；通过各种软件或硬件，检测或采集系统内部状态信息；
c) 诊断；运用各种手段采集系统状态信息，并进行综合分析诊断，得到故障结果；
d) 决策；根据系统的故障情况，针对性地制定应对措施。
在BIT设计方面，主要有如下步骤：
a) 确定系统测试性设计要求；
b) 根据系统特性，采用自顶向下的原则，确定系统的层次结构与功能模块划分；
c) 开展系统或设备的故障分析；
d) 在故障分析基础上确定BIT设计的方法：功能检测；状态监控；运BITCAD软件辅助设计等；
e) 运用测试性分析手段，验证是否满足测试性指标要求，否则，进步优化设计。
在BIT检测方面，主要有以下两点：
a) 根据BIT设计提供的测试通道，确定用于状态控制、信息及参数采集的软件或硬件电路设计；
b) 对检测过程中得到的原始状态数据进行必要的滤波处理，以减少由于检测噪声和干扰造成的虚警。
在BIT故障诊断方面，主要进行如下工作：
a) 单点测试数据往往只能够反映被测对象的部分信息，不同测试点或不同测试手段所取得的信息可能会有冲突，有必要对不同测试点的信息进行融合处理；信息融合技术可以综合不同渠道来的信息,对被测对象进行综合的故障诊断，提高诊断的可靠性，降低虚警率；
b) 通过专家知识库，进行故障的诊断与隔离。
故障决策是针对各种故障采取应对措施的策略，也包括故障预测与寿命预测技术，决策的主要依据是故障危害度分析，决策的内容主要有降级运行、跳闸保护、余度供电等多种处理方案。
2.5 常用设计方法
为提高BIT检测的覆盖率，电子设备在BIT设计时除设计必要的测试点外，主要根据电子产品本身的特点设置专用的BIT电路，目前电子产品常用的BIT硬件电路设计方法主要包括激励检测、回绕检测、有源器件检测、余度BIT检测、特征分析检测等。
a) 激励检测
设计时通过软件控制切换开关提供激励信号，以实现对功能电路的激励检测，激励检测的过程一般是“激励读入-诊断”。
b) 回绕检测
回绕检测是利用电路本身的输入输出回路资源进行自测试的有效方法，该方法在硬件增加不多的情况下，有效提高检测覆盖率。
c) 有源器件检测
有源器件检测是对数字计算机中一些关键的模块利用计算机本身的特点进行测试。
d) 余度BIT检测
随着现代电子设备的余度架构越来越多，利用设备中余度资源进行自检测的方法是常被用到。
e) 特征分析检测
特种分析是种仅适用于数字电路的BIT技术， 它主要是通过对信号的某一特性进行识别，来做出诊断。
软件设计方法如下：
软故障注入基于总线层的方式实现对被测对象的故障注入与模拟。首先根据电子设备选用的的测试点和故障类型进行相关“故障类型编码”，通过模拟其实际的故障模式来完成故障知识库的建立；然后故障注入软件通过总线与BIT 采集单元建立通信连接；最后故障注入软件导入故障模式列表，分别设置选择不同故障的故障注入次数和故障模式，开展对电子设备进行故障注入试验来模拟实际测试通道的故障。
3 BIT的问题及解决措施
随着BIT技术在电子设备上的广泛应用，BIT技术有了突飞猛进的发展，对提高电子设备的完好性和使用可信度起到了很好的作用，但同时也存在着些亟待解决的问题。比如，主要有故障检测率低、虚警率高等问题。
虚警是指在监控系统指示有故障而实际上不存在故障的情况。BIT的虚警问题不仅导致电子设备的故障不能复现，而且直接影响BIT技术的应用与推广。如何有效降低虚警，一直是制约BIT技术发展的瓶颈和难点问题。
为了减少BIT虚警，可以在软件和硬件上采取相应措施降低虚警问题。
在硬件上，可以采取的措施主要包括：
a) 合理地确定硬件电路的监控容差和延时，避免因瞬变状态引起的虚警；
b) 对容易造成BIT电路信号干扰的虚警情况，分析其采集信号的特性，采用必要的硬件滤波措施或先进的数据处理和故障识别方法，消除干扰对BIT决策的影响。
在软件上，可以采取的措施主要包括：
a) 针对瞬变状态引起的虚警，应延时一段时间，连续检测确认该信息无误；
b) 在故障诊断和决策时采用多维信息的数据融合方法。
4 结论
自BIT技术在电子设备上应用以来，对提高系统测试性等方面发挥了重要作用，但仍然存在缺乏适用的智能测试技术、验证工作不足等问题；同时由于电子设备的迅猛发展，其复杂程度越来越高，BIT还暴露出某些无法克服的问题，比如虚警、不能识别间歇故障等问题。因此如何有效提高BIT技术的完善性，仍需不断深入研究探索。