CN102338854B - 电路板测试用例生成系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电路板测试技术。本发明针对现有技术依靠人工，凭经验编制电路板测试用例存在的工作量巨大，容易出错的缺点，公开了一种电路板测试用例生成系统及方法，能够自动生成单板信号质量测试用例，从而提高测试用例设计效率，同时保证测试用例的科学性和精确性。本发明的电路板测试用例生成系统由器件数据库、数据检入单元、数据解析单元及测试用例生成单元构成。本发明的电路板测试用例生成方法，根据原理图连线拓扑数据，解析信号流向，再结合单板信号线电气特性以及器件数据库中的数据，按照预先制定的测试规则进行运算，确定测试点位置和选择相应的测试项目，最后按照既定的单板信号质量测试用例模板输出测试用例。

Description

电路板测试用例生成系统及方法

技术领域

本发明涉及电路板测试技术，尤其涉及通信系统中单板信号质量测试用例的自动生成方法及其系统。

背景技术

电路板(或称为单板)，通常指由印刷电路板(PCB)及其安装的器件组成的，具有某种功能的电路部件。在单板开发过程中，单板信号质量测试是一个重要环节。在单板信号质量测试之前，为了保证信号质量测试的科学性和准确性，通常需要针对单板设计出相应的单板信号质量测试用例，以便指导测试人员按照测试用例进行测试以及对所测数据进行判断。设计单板信号质量测试用例传统方法为：首先，由工程师参照单板原理图，结合单板印制板电气特性以及器件电气特性等情况，凭借经验从单板信号中选择需要测试的信号以及其测试点位置。其次，将已选择的被测信号(名)及其测试点位置记录到测试用例中。再次，根据信号连接关系和信号所连接的器件类型，判断信号流向，找出信号测试点。最后，查阅资料找出被测信号电气特性要求值，并将需要的电气特性要求值记录到测试用例。由于这种方法基本上依靠测试人员经验来制定测试用例，测试信号选择有很大随意性，生成的测试用例既不精确，也不严密。同时，单板信号质量测试需要测试的信号一般在几百条以上。如果采用上诉方法，单板信号质量测试用例设计所需工作量巨大，且存在易漏测试条目、填写错误、测试点选择错误等缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是针对现有技术依靠人工，凭经验编制电路板测试用例存在的工作量巨大，容易出错的缺点，提供一种能够根据电路板拓扑结构(即电路原理图拓扑结构)、PCB电气特性以及器件电气特性，自动生成单板信号质量测试用例的方法及其系统，从而提高测试用例设计效率，同时保证测试用例的科学性和精确性。

本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，电路板测试用例生成系统及方法。其电路板测试用例生成系统，包括：

器件数据库，用于存储器件电气特性数据；

数据检入单元，用于检入电路板参数，所述电路板参数包括：电路板拓扑结构数据和电路板信号线电气特性数据；

数据解析单元，与数据检入单元和器件数据库连接，包括：

器件编号读取模块，用于找出器件编号，并根据器件编号读取相应器件电气特性数据；

信号线解析模块，用于解析电路板中信号线上传输信号的名称，依照该名称解析出该信号线拓扑结构，完成电路板上所有信号线的解析；

信号类型及流向判定模块，用于判定信号类型和信号流向；

测试项目选择模块，用于根据信号类型选择该信号的测试项目；

总线类型划分模块，用于根据解析出的信号线拓扑结构，结合器件电气特性数据库进行总线类型划分；

电气特性解析模块，用于根据检入的电路板参数，解析电路板信号线电气特性；

测试信号线选择模块，用于根据总线类型划分结果，在同一类总线中按照既定的测试规范选择需要测试的信号线；

测试点确认模块，用于根据信号流向和信号线上器件封装类型，按照既定测试规范，判断能否在器件管脚直接测试该信号，如果能直接测试，那么确认该器件管脚就是测试点，然后将结果输出给测试判断模块；如果不能直接测试则判断该信号线上是否有过孔，如果没有过孔，测试点是离器件管脚最近并且外露的信号段上；如果有过孔，并且过孔和器件管脚的走线长度在规定的长度以内，则测试点为该过孔；

测试判断模块，用于判断所测信号线是否是需要测试的最后一条，是则将运算结果输出给测试用例生成单元，如果不是则从电气特性解析模块开始到各后续模块继续运算；

测试用例生成单元，与数据解析单元连接，根据数据解析单元的运算结果，按照输出规范输出电路板测试用例。

所述电路板信号线电气特性数据包括：信号线长度、信号线经过的电路板层数、信号线上的过孔数量、信号线连接的器件类型、信号线上传输信号的名称。

所述器件电气特性数据包括：器件编号、重要性等级、引脚属性。

所述引脚属性包括：引脚编号、引脚连接信号的传输方向及参数要求。

本发明的电路板测试用例生成方法，包括：

步骤1：检入电路板参数；

步骤2：找出器件编号，并根据器件编号读取相应器件电气特性数据；

步骤3：解析电路板中信号线上传输信号的名称，依照该名称解析出该信号线拓扑结构；完成电路板上所有信号线的解析后进入步骤4；

步骤4：判定信号类型和信号流向；

步骤5：根据信号类型选择该信号的测试项目；

步骤6：根据解析出的信号线拓扑结构，结合器件电气特性数据库进行总线类型划分；

步骤7：根据检入的电路板参数，解析电路板信号线电气特性；

步骤8：根据总线类型划分结果，在同一类总线中按照既定的测试规范选择需要测试的信号线；

步骤9：根据信号流向和信号线上器件封装类型，按照既定测试规范，判断能否在器件管脚直接测试该信号，如果能直接测试，那么确认该器件管脚就是测试点，然后进入步骤11，如果不能直接测试则进入步骤10；

步骤10：判断该信号线上是否有过孔，如果没有过孔，测试点是离器件管脚最近并且外露的信号段上；如果有过孔，并且过孔和器件管脚的走线长度在规定的长度以内，则测试点为该过孔；

步骤11：判断所测信号线是否是需要测试的最后一条，是则进入步骤12，如果不是则返回步骤7；

步骤12：按照预订的测试用例格式，输出测试用例。

步骤2还包括判断是否有新器件，如果没有则进入步骤3；如果有新器件则向器件数据库添加新器件电气特性数据后进入步骤3。

步骤8中所述既定的测试规范为抽样方案。

本发明的有益效果是，能够排除人为因数(失误)的影响，提高测试用例设计效率，并能够有效保证测试用例的科学性和精确性。

附图说明

图1是系统结构示意图。

图2是单板信号质量测试用例生成流程图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例，详细描述本发明的技术方案。

如图1所示，本发明的电路板测试用例生成系统由器件数据库10、数据检入单元11、数据解析单元12及测试用例生成单元13构成。

器件数据库10可以存在于本地计算机中，也可以是系统中专门的数据库。主要用于存储器件电气特性数据，包括器件编号、重要性等级、引脚属性如引脚编号、引脚连接信号的传输方向及参数要求等。这些器件电气特性数据可以从相关的软件中导入，如电路板绘图软件等。

数据检入单元11，用于检入电路板参数，包括电路板拓扑结构数据，如器件布置、连接关系等，以及电路板信号线电气特性数据，如信号线长度、信号线经过的电路板层数、信号线上的过孔数量、信号线连接的器件类型、信号线上传输信号的名称。

数据解析单元12，为本发明的运算处理中心，由计算机中央处理系统构成，与数据检入单元11和器件数据库10连接，根据数据检入单元11输入的电路板参数，并调用器件数据库10中的相关器件电气特性数据，按照预订测试规则进行解析运算，并将运算结果输入测试用例生成单元13。

测试用例生成单元13根据数据解析单元12的运算结果，按照输出规范输出电路板测试用例，可以打印出表格，或生成相应文件。

本发明的电路板测试用例生成方法，根据原理图连线拓扑数据，解析信号流向，再结合单板信号线电气特性以及器件数据库中的数据，按照预先制定的测试规则进行运算，确定测试点位置和选择相应的测试项目，最后按照既定的单板信号质量测试用例模板输出测试用例。

电路板测试用例生成方法步骤如图2所示，包括：

步骤1：检入电路板参数；包括器件连接关系以及信号线长度、信号线经过的电路板层数、信号线上的过孔数量、信号线连接的器件类型、信号线上传输信号的名称。

步骤2：找出器件编号，并根据器件编号读取相应器件电气特性数据；包括对应器件编号的器件重要性等级及其引脚属性，如引脚编号、引脚连接信号的传输方向及参数要求等。该步骤中，还包括判断是否有新器件，如果没有则进入步骤3；如果有新器件则向器件数据库添加新器件电气特性数据，然后进入步骤3。

步骤3：解析电路板中信号线上传输信号的名称，依照该名称解析出该信号线拓扑结构；完成电路板上所有信号线的解析后进入步骤4。

步骤4：判定信号类型和信号流向。

步骤5：根据信号类型选择该信号的测试项目。

步骤6：根据解析出的信号线拓扑结构，结合器件电气特性数据库进行总线类型划分。

步骤7：根据检入的电路板参数，解析电路板信号线电气特性。

步骤8：根据总线类型划分结果，在同一类总线中按照既定的测试规范选择需要测试的信号线，如在同一类总线中以一定的抽样率抽取需要测试的信号线。

步骤9：根据信号流向和信号线上器件封装类型，按照既定测试规范，判断能否在器件管脚直接测试该信号，如果能直接测试，那么确认该器件管脚就是测试点，然后进入步骤11，如果不能直接测试，则进入步骤10。

步骤10：判断该信号线上是否有过孔，如果没有过孔，测试点是离器件管脚最近并且外露的信号段上；如果有过孔，并且过孔和器件管脚的走线长度在规定的长度以内，则测试点为该过孔。

步骤11：判断所测信号线是否是需要测试的最后一条，是则进入步骤12，如果不是则返回步骤7；

步骤12：按照预订的测试用例格式，输出测试用例。

实施例

本例以交换机主控板信号质量测试为例，描述本发明的电路板测试用例生成方法。

通过数据检入单元检入原理图拓扑结构数据：

信号名：PCI_CLK(局部总线时钟信号)；

信号线连接的器件：R232.1、U21.E2；

(注：R232、U21是器件位号，其后的“.1”、“.E2”是引脚号)

器件材料编号:R232编号为：0012578；U21编号为：0011123。

解析过程：

第一步，判断信号线连接的器件是否是关键器件。根据器件位号命名规范，位号以“R”开头的器件为电阻，属于非关键器件。位号以“U”开头的器件为集成电路器件，属于关键器件。

第二步，根据关键器件U21的编号(0011123)到器件数据库查询是否有该器件，找到器件后，再根据器件管脚号查询相应的电气特性要求值。查询U21.E2引脚的“方向”属性，发现其为方向属性为“输入”。而测试规范中，“输入”引脚为被测试引脚。故将编号为0011123的器件的E2引脚的电气特性要求值和器件电气特性信息从器件数据库中导入单板信号质量测试用例表。

U21.E2引脚电气特性要求值及器件电气特性信息如下：

器件编号：0011123

引脚号：U21.E2

器件封装：BGA

信号类型：时钟

引脚类型：输入脚

上升沿时间：最大3ns

下降沿时间：最大3ns

频率：33MHz±50ppm

占空比：45％～55％

抖动：＜1ps

低电平：＜0.8V

高电平：＞2.4V

管脚允许输入的最大电压值：3.6V

管脚允许输入的最小电压值：-0.3V

脉冲上升沿过冲：700mV，持续时间3ns

脉冲下降沿过冲：700mV，持续时间3ns

第三步，根据信号类型，确定其测试项目。因该信号类型为“时钟”，则确定其测试项目为：时钟类信号测试类项目。时钟类信号测试类项目包含：

基本测试

频率测试

占空比测试

抖动测试

其中，“基本测试”包括高电平、低电平、上升时间、下降时间、上升沿过冲、下降沿过冲等基础测试项。

第四步，确定测试点位置。根据单板印制板电气特性检入的数据：

第一次走线：走线层面为顶层，长度为37mil

走线经过的第一个过孔(编号N5765)：连接顶层与三层走线

第二次走线：走线层面为第三层，长度为2000mil

走线经过的第二个过孔(编号N5766)：连接三层与底层走线

第三次走线：走线层面为底层，长度为300mil

器件封装：BGA

根据器件U21封装为BGA，测试点必须是在靠近管脚的背面的一个过孔或者是顶层的一段走线。由数据可知，其在顶层的信号线长度是在40mil以内(37mil)，因此确定测试点在编号为N5765的过孔上。根据电路板参数，获取该测试点坐标，并将坐标值输出到单板测试用例表中。

第五步，按照测试规范，输出电路板上该信号的信号质量测试用例。其输出格式如下：

信号名：PCI_CLK

测试点位置：过孔N5765(2354，1253)

高电平要求值：>2.4V       高电平实际测试值：_____________

低电平要求值：<0.8V       低电平实际测试值：_____________

上升时间要求值：<3ns      上升时间实际测试值：_________

下降时间要求值：<3ns      下降时间实际测试值：_________

占空比要求：45％～55％      占空比要求：________________

抖动要求：<1ps            抖动实际值：________________

电压幅度MAX：            实际电压幅度MAX：________

电压幅度MIN：            实际电压幅度MIN：________

频率精度要求：33MHz±50ppm

频率实际测试值：____________________

频率实际测试值：__________________________

脉冲上升沿过冲要求值：700mV，持续时间3ns

脉冲上升沿过冲实际测试值：______________________

脉冲下降沿过冲要求值：700mV，持续时间3ns

脉冲下降沿过冲实际测试值：_____________________

Claims (7)

1.电路板测试用例生成系统，包括：

器件数据库，用于存储器件电气特性数据；

数据检入单元，用于检入电路板参数，所述电路板参数包括：电路板拓扑结构数据和电路板信号线电气特性数据；

数据解析单元，与数据检入单元和器件数据库连接，包括：

器件编号读取模块，用于找出器件编号，并根据器件编号读取相应器件电气特性数据；

信号线解析模块，用于解析电路板中信号线上传输信号的名称，依照该名称解析出该信号线拓扑结构，完成电路板上所有信号线的解析；

信号类型及流向判定模块，用于判定信号类型和信号流向；

测试项目选择模块，用于根据信号类型选择该信号的测试项目；

总线类型划分模块，用于根据解析出的信号线拓扑结构，结合器件电气特性数据库进行总线类型划分；

电气特性解析模块，用于根据检入的电路板参数，解析电路板信号线电气特性；

测试信号线选择模块，用于根据总线类型划分结果，在同一类总线中按照既定的测试规范选择需要测试的信号线；

测试点确认模块，用于根据信号流向和信号线上器件封装类型，按照既定测试规范，判断能否在器件管脚直接测试该信号，如果能直接测试，那么确认该器件管脚就是测试点，然后将结果输出给测试判断模块；如果不能直接测试则判断该信号线上是否有过孔，如果没有过孔，测试点是离器件管脚最近并且外露的信号段上；如果有过孔，并且过孔和器件管脚的走线长度在规定的长度以内，则测试点为该过孔；

测试判断模块，用于判断所测信号线是否是需要测试的最后一条，是则将运算结果输出给测试用例生成单元，如果不是则从电气特性解析模块开始到各后续模块继续运算；

测试用例生成单元，与数据解析单元连接，根据数据解析单元的运算结果，按照输出规范输出电路板测试用例。

2.根据权利要求1所述的电路板测试用例生成系统，其特征在于，所述电路板信号线电气特性数据包括：信号线长度、信号线经过的电路板层数、信号线上的过孔数量、信号线连接的器件类型、信号线上传输信号的名称。

3.根据权利要求1或2所述的电路板测试用例生成系统，其特征在于，所述器件电气特性数据包括：器件编号、重要性等级、引脚属性。

4.根据权利要求3所述的电路板测试用例生成系统，其特征在于，所述引脚属性包括：引脚编号、引脚连接信号的传输方向及参数要求。

5.电路板测试用例生成方法，包括：

步骤1：检入电路板参数；

步骤2：找出器件编号，并根据器件编号读取相应器件电气特性数据；

步骤3：解析电路板中信号线上传输信号的名称，依照该名称解析出该信号线拓扑结构；完成电路板上所有信号线的解析后进入步骤4；

步骤4：判定信号类型和信号流向；

步骤5：根据信号类型选择该信号的测试项目；

步骤6：根据解析出的信号线拓扑结构，结合器件电气特性数据库进行总线类型划分；

步骤7：根据检入的电路板参数，解析电路板信号线电气特性；

步骤8：根据总线类型划分结果，在同一类总线中按照既定的测试规范选择需要测试的信号线；

步骤9：根据信号流向和信号线上器件封装类型，按照既定测试规范，判断能否在器件管脚直接测试该信号，如果能直接测试，那么确认该器件管脚就是测试点，然后进入步骤11，如果不能直接测试则进入步骤10；

步骤10：判断该信号线上是否有过孔，如果没有过孔，测试点是离器件管脚最近并且外露的信号段上；如果有过孔，并且过孔和器件管脚的走线长度在规定的长度以内，则测试点为该过孔；

步骤11：判断所测信号线是否是需要测试的最后一条，是则进入步骤12，如果不是则返回步骤7；

步骤12：按照预订的测试用例格式，输出测试用例。

6.根据权利要求5所述的电路板测试用例生成方法，其特征在于：

步骤2还包括判断是否有新器件，如果没有则进入步骤3；如果有新器件则向器件数据库添加新器件电气特性数据后进入步骤3。

7.根据权利要求5或6所述的电路板测试用例生成方法，其特征在于：

步骤8中所述既定的测试规范为抽样方案。