CN102778647B - 电路测试系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种电路测试系统及方法，属于电路测试领域。该系统包括：引脚接入模块，用于连接待测试电路的引脚，包括第一电子开关；交叉矩阵模块，用于通过引脚接入模块连接所述待测试电路的引脚，包括第二电子开关；处理模块，用于获取、发送并记录操作指令、操作指令对应的测试过程信息和测试结果数据；接口通信模块，连接所述处理模块，用于获取并发送操作指令，测试过程信息和测试结果数据；控制模块，用于根据操作指令控制第一电子开关和所述第二电子开关，以实现待测试电路的引脚互联操作以及对待测试电路的信号测试操作，并通过接口通信模块向处理模块发送测试过程信息和测试结果数据。本申请可以减低电路测试成本，提高测试效率。
Description
技术领域
本申请涉及电路测试领域，尤其涉及一种具备引脚智能互联、信号测试和测试结果数据记录功能的电路测试系统及方法。
背景技术
任何一个电子产品的核心都是各种各样的电子元器件构成，该电子元器件包括集成电路芯片、电阻、电容、二极管、三极管等。这些电子元器件需要经过工程师的反复设计和测试才能实现预期的功能，这就是电子产品研发的任务。在电子产品研发过程中，电路设计、电路测试和测试结果数据记录是所有工程师都需要经历的。但是，现在的电路设计、电路测试和测试结果数据记录的方式不够集成化，效率低，无法实现高效的研发工作。
首先，在电子产品设计之初，工程师在电路设计和电路测试时，往往采用面包板、实验板来对设计的电路进行测试。这种方法主要针对简单的电路，如果电路稍复杂，连接的跳线或导线会很多，各种连接线会很混乱，很容易出现连接错误，从而浪费大量的调试时间，甚至会将电子元器件损坏。另外，信号之间的干扰会很强烈，特别是高频信号和微小信号根本无法进行测试，限制了应用范围。如果需要测试大规模的电路或者对信号质量要求比较高，则只能选择加工正式的印制电路板(PCB)，这样不仅成本高，而且加工周期也长。
其次，在进行电路测试时，工程师往往还必须用到各类信号源，例如电压源、时钟信号等。另外，为了了解电路的工作情况，还需要各类测量仪器，例如电压测量仪器、电流测量仪器等。这些测量仪器一般都是分立的，需要占用空间，测量仪器与测试电路之间的连线也会比较多，增加了连接线的复杂，很容易出错，并且连接线之间的信号干扰也会比较强烈。
最后，电路设计和电路测试是一项长期的工程，往往需要反复进行改进。这就需要工程师在电路设计和测试的过程中，不断手工记录测试结果数据，分析测试结果数据，并做出进一步的改进。测试结果数据记录虽然很重要，但是往往占用工程师大量的时间和精力，致使大多数的工程师不愿意花时间来记录测试过程，导致研发效率低。而在实际应用中，工程师更愿意将精力投入到设计工作中。
综上所述，现有的电路测试方案存在连线复杂、容易出错、占用空间多、信号干扰强、浪费时间、调试成本高等缺点，并且工程师测试结果数据记录的工作量很大，降低了工程师的研发效率。
发明内容
为了降低测试成本，提高测试效率，本申请提供了一种电路测试系统方法，技术方案如下：
一种电路测试系统，包括：
引脚接入模块，用于连接所述待测试电路的引脚，包括引脚输入接口、引脚输出接口以及与所述引脚输入接口和引脚输出接口耦接的第一电子开关；
交叉矩阵模块，用于通过所述引脚接入模块连接所述待测试电路的引脚，并连接控制模块的信号源和测量探头，包括：行连线、列连线以及设置在所述行连线和列连线交叉处的第二电子开关；
处理模块，用于获取并记录所述操作指令、所述操作指令对应的测试过程信息和所述测试结果数据；
接口通信模块，连接所述处理模块，用于获取并发送所述操作指令，所述操作指令对应的测试过程信息和测试结果数据；
控制模块，连接所述接口通信模块、所述交叉矩阵模块和所述引脚接入模块，用于根据所述操作指令控制第一电子开关和所述第二电子开关，以实现所述待测试电路的引脚互联操作以及对所述待测试电路的信号测试操作，并通过所述接口通信模块向所述处理模块发送测试过程信息和所述测试结果数据。
一种电路测试的方法，包括：
提供一引脚接入模块，将所述引脚接入模块连接所述待测试电路的引脚，所述引脚接入模块包括第一电子开关；
提供一交叉矩阵模块，所述交叉矩阵模块通过所述引脚接入模块连接所述待测试电路的引脚，并连接控制模块的信号源和测量探头，所述交叉矩阵模块包括第二电子开关；
提供一处理模块，所述处理模块获取、发送并记录所述操作指令、所述操作指令对应的测试过程信息以及所述测试结果数据；
提供一接口通信模块，所述接口通信模块连接所述处理模块，获取并发送所述操作指令、所述操作指令对应的测试过程信息和测试结果数据；
提供一控制模块，所述控制模块连接所述接口通信模块、所述交叉矩阵模块和所述引脚接入模块，根据所述操作指令控制所述第一电子开关和所述第二电子开关，以实现所述待测试电路的引脚互联操作以及对所述待测试电路的信号测试操作，并通过所述接口通信模块向所述处理模块发送测试过程信息和测试结果数据。
本申请的技术方案可以实现智能引脚互联，不需要用户手工连线，减轻工作量，降低了信号之间干扰；集成了常用的信号源及测量探头，方便电路测试；实现自动测试记录功能，减轻设计者的工作量，使其能更集中于电路本身的设计工作；节省了大量测试时间，从而有效提高工作和研发效率。
通过以下参照附图对本申请实施例的说明，本申请的上述以及其它目的、特征和优点将更加明显。
附图说明
下面将参照所附附图来描述本申请的实施例，其中：
图1是本申请提供的智能电路测试系统的结构图；
图2是图1所示的系统中交叉矩阵模块的结构图；
图3是交叉矩阵模块与其他模块的连接示意图；
图4是图1所示的系统中引脚接入模块的结构示意图；
图5是控制模块与其他模块的连接示意图；
图6是接口通信模块与其他模块的连接示意图；
图7是处理模块的结构示意图；
图8是引脚互联操作的流程图；
图9是信号测试操作的流程图；
图10是实验记录操作的流程图。
具体实施方式
下面结合附图详细描述本申请的具体实施例。应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本申请。
如图1所示，本申请提供了一种集成化的智能电路测试系统，包括：处理模块、接口通信模块、控制模块、交叉矩阵模块以及引脚接入模块。其中：
处理模块，用来实现与用户的交互，根据用户输入的指令实现待测试电路引脚的智能互联、对引脚的测试、显示各种测试结果数据，并提供测试过程信息和测试结果数据的自动记录功能。其中，该处理模块可以是台式计算机、笔记型计算机、平板电脑、服务器、智能型手机等设备。
接口通信模块，用来实现处理模块与控制模块之间的通信，其主要用来将处理模块的指令发送给控制模块，并将控制模块返回的各种测试结果数据发送给处理模块。
控制模块，用来接收接口通信模块发送的指令，并执行各种测试操作以及向接口通信模块返回各种测试结果数据，同时，还用来根据接口通信模块的指令控制交叉矩阵模块和引脚接入模块中电子开关的状态。
交叉矩阵模块，用来根据控制模块的指令控制电子开关执行相应的动作，以实现待测试电路的引脚之间的智能互联。
引脚接入模块，用来根据控制模块的指令控制电子开关执行相应的动作以确定是否将待测试电路中的引脚接入交叉矩阵模块。
需要说明的是，各个模块可以根据需要进行组合，只要符合规定的功能即可，并不限于图1所示的设计方案。
下面分别详细描述智能电路测试系统的各个模块的结构和功能。
1.交叉矩阵模块
如图2所示，交叉矩阵模块主要由行连线、列连线以及由多个电子开关以交叉矩阵形式构成的电子开关阵列或者芯片来组成，用来实现待测试电路的引脚之间的互联。交叉矩阵模块可以分为用户引脚区和内部测量引脚区。其中，用户引脚区通过引脚接入模块连接待测试电路的引脚，内部测量引脚区则不参与待测试电路的引脚互联，主要是连接控制模块的内部信号源和测量探头。用户引脚区和内部测量引脚区共用交叉矩阵模块的行连线，而分别使用不同的列连线。
如图2所示，MX1～MXn为行连线，共n条行连线，n为正整数。MY1～MYm为用户引脚区的列连线，共m条连线，m为正整数。一般来说，在实际使用时，m和n会取相同值，但n和m也可以取不同值，这主要取决于引脚接入模块中可用引脚的安排。MY1～MYt为内部测量引脚区的列连线，共t条连线，t为正整数。其中，所有的行连线和列连线之间不直接连接在一起，其在电气上通过电子开关来连接。每个行连线和列连线交叉处会分配一个电子开关。电子开关闭合，则该行连线与该列连线将导通，否则将断开。这样，通过控制电子开关的闭合与断开，便可以实现行连线与列连线、行连线与行连线、列连线与列连线之间的互联。具体说明如下：
行连线与列连线的互联：当MXx(x取值为1～n)与MYy(y取值为1～(m+t))之间的电子开关闭合时，行连线MXx与列连线MYy便连接在一起，即导通。为了方便描述，可以使用符号MXx-MYy来表示。
行连线与行连线的互联：行连线与行连线之间的互联需要借助于一条列连线来实现。以借助于MYy(y取值为1～(m+t))为例，当MXx1(x1取值为1～n)与MYy之间的电子开关闭合时，行连线MXx1与列连线MYy便连接在一起，即导通；当MXx2(x2取值为1～n)与MYy之间的电子开关闭合时，行连线MXx2与列连线MYy便连接在一起，即导通。这样便实现了行连线MXx1与行连线MXx2之间的互联。为了方便描述，可以使用符号MXx1-MYy-MXx2来表示。在此，虽然借助了一条列连线，但是实际电路中总可以找到空余的列连线，并且引脚接入模块中的结构保证了该列连线不会与待测试电路的引脚连接而产生干涉。
列连线与列连线的互联：列连线与列连线之间的互联同样需要借助于一条行连线来实现，方法类似于行连线与行连线的互联，这里不再赘述。
在电气结构上，交叉矩阵模块将采用多层电路板结构。n条行连线和(m+t)条列连线位于不同的内部信号层，电子开关构成的电子开关芯片放置在电路板的最外部信号层，该最外部信号层可以是顶层信号层或者底层信号层，各个信号层之间通过地层来隔离干扰。
电子开关是交叉矩阵模块的核心器件，用来实现不同行连线、列连线之间的导通和断开，为了使整个系统具有更优质的信号特征，其要求具有低的导通电阻、能够实现双向导通、不失真地通过宽范围的信号等特性。优选地，电子开关可以采用单刀单掷型电子开关，例如，可以选择模拟开关、模拟交叉点阵列、光耦继电器等，也可以选择其他类型的能实现类似功能的电子开关。
如图3所示为交叉矩阵模块与其他模块的连接关系。在图3中，行连线MX1～MXn与列连线MY1～MYm与引脚接入模块相连，用来实现待测试电路中各个引脚之间的互联。列连线MY1～MYt与控制模块中的测试信号区相连，用来实现常用信号源以及测量探头的接入。
为了描述简便，在本实施例中，以n＝m为例说明。
2.引脚接入模块
引脚接入模块由引脚输入接口、引脚输出接口以及多个电子开关组成，用来根据控制模块的指令控制是否将待测试电路的引脚接入该系统以及待测试电路引脚的连接状态，其结构示意图如图4所示，包括：
引脚输入接口，用来连接待测试电路的引脚。为了与交叉矩阵模块中的行连线和列连线一致，引脚输入接口按照两排来设置：第一排有n个引脚孔，即PX1～PXn，第二排有m个引脚孔，即PY1～PYm，第一排引脚孔和第二排引脚孔分别对应于交叉矩阵模块中的行连线和用户引脚区的列连线。本领域技术人员可以理解的是，引脚输入接口即使是设置多排，逻辑上也可以划分为两排。
引脚输出接口，用来将待测试电路的引脚连接到交叉矩阵模块，包括n个输出引脚，对应连接交叉矩阵模块的用户引脚区的行连线MX1～MXn，以及m个输出引脚，对应连接交叉矩阵模块的用户引脚区的列连线MY1～MYm。
多个电子开关，分两排设置，第一排的n个电子开关的输入端连接引脚输入接口的第一排引脚孔的对应的引脚孔，第一输出端接地，第二输出端连接对应的输出引脚，该输出引脚连接交叉矩阵模块的用户引脚区的行连线MX1～MXn的输入引脚；第二排的m个电子开关的输入端连接引脚输入接口的第二排引脚孔的对应的引脚孔，第一输出端接地，第二输出端连接对应的输出引脚，该输出引脚连接交叉矩阵模块的用户引脚区的列连线MY1～MYm的输入引脚。电子开关可以采用带使能端的单刀双掷型电子开关，可以实现三种连接方式：断开、接地和接入交叉矩阵模块，其中，断开是指开关不向任何一个方向闭合，接地是指开关向一边闭合实现接地操作，接入交叉矩阵模块是指开关向另一边闭合将待测试引脚接入到交叉矩阵模块，即接入到该电路测试系统。需要说明的是，电子开关还包括接收控制信号的使能端和控制端，但为了简化，在图中未示出。
这里，引脚接入模块采用这种结构的优势有如下几点：
对于待测试电路中接地的引脚可以直接接地，避免接入交叉矩阵模块而浪费开关资源，而且最短的接地路径可以保证更好的信号质量。
对于待测试电路中不使用的引脚可以选择断开，不接入交叉矩阵模块，这样，该引脚不参与控制，避免接入交叉矩阵模块而浪费开关资源。
对于待测试电路中需要参与互联的引脚可以选择接入交叉矩阵模块。
待测试电路可以直接接入引脚接入模块，也可以通过中间元件，例如，面包板、跳线或类似产品间接接入引脚接入模块。面包板的接口正好与引脚输入接口匹配，对于直插封装的芯片和器件都可以很方便地使用。而对于贴片的器件也可以通过转接板的方式放置在面包板上进行测试。
3.控制模块
控制模块是整个智能电路测试系统的核心，其接收接口通信模块的指令，并根据接收的指令控制交叉矩阵模块和引脚接入模块中各个电子开关的状态以实现引脚互联操作，控制信号源及测量探头以实现信号测试操作，同时还可以向接口通信模块返回电压和电流等的测试结果数据。控制模块与交叉矩阵模块、引脚接入模块和接口通信模块连接，包括交叉矩阵开关控制单元、交叉矩阵测试信号控制单元和引脚接入控制单元三个部分，如图5所示，其中：
交叉矩阵开关控制单元，用来接收并解析接口通信模块发送的指令，并根据解析的指令控制交叉矩阵模块中的电子开关的状态。
引脚接入控制单元，用来接收并解析接口通信模块发送的指令，根据解析的指令控制引脚接入模块中电子开关的状态。
交叉矩阵测试信号控制单元，主要用来接收并解析接口通信模块发送的指令，根据解析的指令产生一些特定的信号源，例如电压源、时钟信号源等。另外，该单元还提供测量探头，例如提供A/D转换芯片来根据解析的指令测量待测试电路中指定引脚位置的电压或者电流等，测试结果数据将通过相应的指令返回给接口通信模块。
控制模块可以采用FPGA、CPLD、MCU等来实现。其中，控制电子开关的接口是数字开关量，为每一个电子开关提供一个控制信号；信号源提供的信号为模拟信号，该模拟信号可以为常用的电压源(例如，+5V、-5V、+12V、-12V、+3.3V、……)、信号源(例如，方波时钟、正弦波、……)等，每一个信号源连接到交叉矩阵模块的内部测量引脚区的列连线上；测量探头所测量的信号也是模拟信号，每一个测量探头连接到交叉矩阵模块的内部测量引脚区的列连线上。
4.接口通信模块
接口通信模块主要完成处理模块与控制模块之间的通信，包括接收处理模块的指令，并将接收的指令转换为控制模块可以识别的格式后将其发送给控制模块；接收控制模块返回的测试结果数据并将接收的指令转换为控制模块可以识别的格式，如图6所示。
在本申请中，接口通信模块只定义了通信接口的功能，并未限制采用哪种接口，本领域技术人员根据实际需求使用USB接口、蓝牙、WIFI、PCI等。
5.处理模块
处理模块主要用来实现用户对于智能电路测试系统的控制，主要实现以下功能：根据用户的输入来发送相应的引脚互联指令，实现待测试电路的引脚智能互联；根据用户的输入发送信号测试指令，来为待测试电路中的某些引脚提供信号源驱动；根据用户的输入将测量探头连接到待测的引脚上；获取并显示测试结果数据；实现与Microsoft OneNote的连接，将测试过程信息以及测试结果数据等自动记录在OneNote笔记中，并自动整理为测试记录本的形式。其中，对于如何实现测试过程信息和测试结果数据的记录并不限定使用Microsoft OneNote，例如，Microsoft Word、WPS等都可以适用本申请。
根据处理模块的功能，如图7所示，该处理模块可以包括如下部分：
人机交互单元，用来接收用户输入的指令，实现用户的操作，是用户主要接触的部分。用户可以通过人机交互单元输入引脚互联指令，以实现待测试电路中的引脚智能互联。用户通过人机交互单元来输入信号测试指令，以便为测试电路中的某些引脚提供信号源驱动和将测量探头连接到待测试电路的引脚上，并显示测试过程信息和测试结果数据。
记录单元，用来将用户的测试过程信息以及测试结果数据等记录到OneNote笔记中，实现自动化的测试记录功能。
指令编码单元，用来将用户输入的指令进行编码后转换为合适的格式，便于下发到接口通信模块，从而实现相应的功能。
通信单元，用来实现与接口通信模块的通信，包括指令的下传及测试结果数据的获取。
需要说明的是，处理模块的构成可以根据实际需要进行增加、减少、组合或其他调整，只要可以实现上述功能即可，并不限于上述描述的各个单元。
以上为本申请提供的智能电路测试系统的构成分析，以下将对该系统的工作流程进行详细的描述。对于一个完善的系统，会有很多细节，以下主要描述该系统的核心流程，包括：
1.引脚互联操作
引脚互联操作主要是通过控制交叉矩阵模块和引脚接入模块中的电子开关的开关状态来实现。引脚互联操作的具体流程如图8所示，包括：
S801，用户通过处理模块的人机交互单元输入引脚互联指令，该指令包括待互联引脚的编号以及电子开关的编号和开关状态。
具体地，启动智能电路测试系统，用户将待测试电路连接至引脚接入模块，即将待测试电路通过引脚输入接口的引脚孔连接引脚接入模块，参照关于引脚接入模块的引脚孔的描述可知，待测试电路的引脚数应小于或等于引脚输入接口的引脚孔的数量。此时，系统检测待测试电路的引脚，并由计算机(即处理模块)的人机交互单元(例如显示屏上的某一区域)呈现给用户，在人机交互单元包括一个引脚显示区域，用来显示已检测到的待测试电路的引脚。此时，用户如果需要互联哪些引脚，或是需要对某个引脚进行测试，只需要先在引脚显示区域选择对应的引脚，这种选择可以通过在人机交互单元以触摸方式(也可以是通过鼠标点击方式)实现(此时，显示屏是触摸显示屏)，也可以通过在人机交互单元上的文本框输入，或是通过语音方式输入，或是通过远程登陆方式输入。这样做的优势是，显示界面比较简洁，并且操作比较简单，用户不需要关注系统的内部结构。接下来，需要分析将交叉矩阵模块中合适的电子开关导通、关断，以及将引脚接入模块中合适的电子开关导通、关断或接地，以实现对引脚的互联，这个操作是由系统通过一定的算法来实现，这对用户而言是不可见的。具体的算法可以采用最短路径算法，这是最优算法，即导通的电子开关形成的通路路径最短，从而可以保证信号的质量。当然，也可以采用其他算法，例如随机导通的算法，即随机导通交叉矩阵模块中合适的电子开关，以形成通路，而不管导通的电子开关形成的通路路径是否最短，只不过这并非最优算法。
可选地，系统在检测到待测试电路的引脚后，不仅可以在人机交互单元的引脚显示区域将已检测到的测试电路的引脚呈现给用户，还可以在该区域将交叉矩阵模块的用户引脚区以及引脚接入模块的引脚输入接口呈现给用户，然后由用户选择通过引脚输入接口将哪些引脚互联以及选择通过交叉矩阵模块的用户引脚区的哪些行连线和哪些列连线来实现引脚互联。这样做的优势在于，交叉矩阵模块中的电子开关、列连线和行连线，以及引脚接入模块的引脚输入接口、电子开关和引脚输出接口对于用户而言是可见的，用户在一定程度上能够选择通过交叉矩阵模块中的哪些电子开关来进行引脚互联，以实现对于引脚互联操作更加灵活的控制。
在本实施例中，假设在人机交互单元的引脚显示区域中呈现给用户的仅仅是已检测到的引脚，即本实施例的待测试电路的引脚数为6个，布局方式为3行2列，分别为第一行：引脚1、引脚2和引脚3；第二行为引脚4、引脚5和引脚6。此时，用户这一步需要确定待测试电路各引脚的互联关系，这里以将引脚1和引脚3互联为例。首先需要将引脚1和引脚3接入本智能电路测试系统，用户可以通过选择引脚1和引脚3来实现(例如，鼠标选择或者通过菜单选择)，这一步对应的是指定引脚接入模块中需要导通的电子开关的编号以及需要关断的电子开关的编号(有时还可以包括需要接地的电子开关的编号)。然后，用户可以通过点击“引脚互联”按钮来表示引脚1和引脚3在电气上连接在一起，这一步对应的是指定交叉矩阵模块中需要导通的电子开关的编号以及需要关断的电子开关的编号，这里的开关选择是通过特定算法来实现的，一般以最短路径为最佳选择。人机交互单元记录用户的这些操作，转换为指定的开关编号和状态，并随后发送给指令编码单元。需要说明的是，这仅是一种通俗的、简单的操作流程描述，并不限定操作方式，事实上完成上述操作可以有很多种表现形式，实际产品可以根据需求来设计最佳的用户操作方式。
S802，处理模块的指令编码单元对获取的指令进行编码后由通信单元发送给接口通信模块。
具体地，指令编码单元将人机交互单元发送的指令转换为特定的格式，其中包含了引脚接入模块哪些电子开关需要导通，哪些电子开关需要关断，哪些电子开关需要接地的指令信息，以及交叉矩阵模块中哪些电子开关需要导通，哪些电子开关需要关断的指令信息，并通过通信单元发送给接口通信模块。
S803，接口通信模块接收处理模块下发的指令，并将其转换为控制模块能够接收和识别的格式后发送给控制模块。其中，接口通信模块如何进行转换可以采用本领域技术人员公知的技术，在此不再赘述。
S804，控制模块对接收的指令进行解析，根据解析后的指令确定需要将交叉矩阵模块中哪些电子开关导通，哪些电子开关断开，以及需要将引脚接入模块中哪些电子开关打通，哪些电子开关断开(有时，还包括需要将哪些电子开关接地)，即产生需要动作的电子开关的编号以及期望的开关状态的控制信号，并将上述控制信号发送给交叉矩阵模块与引脚接入模块中相应的电子开关，以控制相应的电子开关执行相应的动作，实现电子开关的导通、关断或是接地。
S805，交叉矩阵模块和引脚接入模块根据控制模块下发的控制信号实现对应电子开关的关断、导通或接地，从而实现待测试电路的引脚互联。
2.信号测试操作
在完成引脚互联操作后，执行信号测试操作，该操作主要是利用控制模块的信号源向待测试电路提供驱动电压、电流等来实现，同时还可以利用控制模块的测量探头来测量待测试电路指定位置的信号特征，然后将测试过程信息和测试结果数据返回给用户。信号测试操作的具体流程如图9所示，包括：
S901，处理模块获取信号测试指令，该信号测试指令包括测试信号的类型和/或测试方式、以及内部测量引脚区的电子开关的编号以及开关状态等，并将信号测试指令发送给指令编码单元。
具体地，用户首先选择需要测试的引脚，然后可以通过选择人机交互单元中的“信号发生器”功能来为待测试电路指定引脚产生测试驱动信号，例如电压信号、电流信号、时钟信号等等，可以同时选择测试方式，例如，测量待测电路某一引脚电压信号的测量值或某一电压引脚信号的波形等。同时，处理模块根据测试信号的类型和/或测试方式确定需要将交叉矩阵模块的内部测量引脚区的哪些电子开关导通，哪些电子开关关断，并生成电子开关的编号以及开关状态。上述测试信号的类型和/或测试方式、以及电子开关的编号以及开关状态等构成信号测试指令。
S902，处理模块的指令编码单元将用户输入的信号测试指令进行编码后通过通信单元下发到接口通信模块。
S903，接口通信模块接收信号测试指令，并将其转换为控制模块能够接收和识别的格式后发送给控制模块。其中，接口通信模块如何进行转换可以采用本领域技术人员公知的技术，在此不再赘述。
S904，控制模块接收下发的信号测试指令，并根据该信号测试指令来执行相应的操作。例如，通过控制模块中对应的信号源，以实现驱动待测试电路进入工作状态的功能；通过控制模块中对应的测量探头，以实现获取待测试电路指定位置的测试结果数据的功能，并将获取的测试结果数据以及测试过程信息按照一定的格式进行组织并发送。
S905，接口通信模块接收测试结果数据以及测试过程信息，并根据需要将测试结果数据转换为合适的格式后发送给处理模块。
S906，处理模块接收测试结果数据，并将测试结果数据以及测试过程信息转换为用户可视化的数据后通过显示单元呈现给用户，以供用户查看和分析。其中，可视化的数据可以是图形和/或文本格式。
其中，测试过程信息包括以下信息至少其中之一：测试的信号类型、测试的方式、交叉矩阵模块的内部测量引脚区的电子开关的编号以及开关状态。
以上描述的是单次信号测量的过程，实际应用中，可以通过开启多线程来连续执行信号测量，具体的过程与单次信号测量类似，在此不再赘述。
3、实验记录操作
具体地，实验记录操作主要是通过控制Microsoft Office中的OneNote软件来实现。OneNote软件是Microsoft Office中的一个非常强大的笔记功能软件，非常适合用来作为记录和存档。要完成记录功能，需要在处理模块上事先预先安装OneNote软件。智能电路操作系统将在OneNote软件中为用户创建一个新的记录分区，将测试过程按照一定的标准(例如，测试日期、测试人员和测试电路的类型等或其组合)分为不同的页面来记录。如图10所示，实验记录操作的过程包括：
S1001，在执行实验记录操作时，处理模块自动打开OneNote软件，开始进行数据写入工作。
S1002，处理模块判断当日测试记录是否存在，如果不存在，则转入S1003；如果存在，则转入S1004。
S1003，以当前日期新建一个记录页面。
S1004，打开当日记录页面，写入本次实验过程中引脚互联操作指令和/或信号测试过程信息和/或测试结果数据。
其中，引脚互联操作指令包括：待测试电路的类型、待互联引脚的编号、交叉矩阵模块中开关的编号和开关状态和/或引脚接入模块中的开关编号和开关状态。
信号测试过程信息包括以下信息至少其中之一：测试的信号类型、测试的方式、交叉矩阵模块中的内部测量引脚区的电子开关的编号、开关状态、测试时间、测试人员、待测试电路的类型。
测试结果数据根据实际需求可以包括：测量的电压值、电流值、波形数据等各类信号特征参数。
S1005，当实验记录操作过程完成后，关闭OneNote软件。
需要说明的是，用户在完成实验记录操作后，也可以根据需要将引脚互联操作和/或信号测试操作和/或测试结果数据的相关信息导出，这相当于实验记录的导出功能，以便进行对比、备份或者分享等。系统根据实际需求，也可以仅仅记录引脚互联操作和/或信号测试操作和/或测试结果数据的相关信息，而不进行显示。
需要说明的是，实验记录操作也可以分别在进行引脚互联操作或信号测试操作时实时进行，也可以在完成引脚互联操作和信号测试操作后统一进行，具体可以根据实际需要来选择。
本申请的技术方案可以实现智能引脚互联，不需要用户手工连线，减轻工作量，降低了信号之间干扰；集成了常用的信号源及测量探头，方便电路测试；实现自动测试记录功能，减轻设计者的工作量，使其能更集中于电路本身的设计工作；节省了大量测试时间，从而有效提高工作和研发效率。
虽然已参照典型实施例描述了本申请，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本申请能够以多种形式具体实施而不脱离申请的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。
Claims (18)
1.一种电路测试系统，其特征在于，包括：
引脚接入模块，用于连接待测试电路的引脚，包括引脚输入接口、引脚输出接口以及与所述引脚输入接口和所述引脚输出接口耦接的第一电子开关；
交叉矩阵模块，用于通过所述引脚接入模块连接所述待测试电路的引脚，并连接控制模块的信号源和测量探头，包括：行连线、列连线以及设置在所述行连线和所述列连线交叉处的第二电子开关；
处理模块，用于获取、显示并记录操作指令、所述操作指令对应的测试过程信息和测试结果数据；
接口通信模块，连接所述处理模块，用于获取并发送所述操作指令，所述操作指令对应的所述测试过程信息和所述测试结果数据；
控制模块，连接所述接口通信模块、所述交叉矩阵模块和所述引脚接入模块，用于根据所述操作指令控制所述第一电子开关和所述第二电子开关，以实现所述待测试电路的引脚互联操作以及对所述待测试电路的信号测试操作，并通过所述接口通信模块向所述处理模块发送所述测试过程信息和所述测试结果数据，
其中所述引脚接入模块包括：
引脚输入接口，包括用于连接所述待测试电路引脚的两排引脚孔，第一排有n个引脚孔，第二排有m个引脚孔；
引脚输出接口，包括用于连接所述交叉矩阵模块的两排输出引脚，第一排具有与所述引脚输入接口的第一排n个引脚孔相对应的n个输出引脚；第二排具有与所述引脚输入接口的第二排m个引脚孔相对应的m个输出引脚；
两排所述第一电子开关，第一排有n个第一电子开关，每个所述第一电子开关的输入端连接引脚输入接口的第一排引脚孔中对应的引脚孔，第一输出端连接接地，第二输出端连接所述引脚输出接口的第一排输出引脚中对应的输出引脚；第二排有m个第一电子开关，每个所述第一电子开关的输入端连接引脚输入接口的第二排引脚孔中对应的引脚孔，第一输出端连接接地，第二输出端连接所述引脚输出接口的第二排输出引脚中对应的输出引脚；
其中，n、m为正整数。
2.根据权利要求1所述的电路测试系统，其特征在于，n＝m。
3.根据权利要求1-2任意一项所述的电路测试系统，其特征在于，所述第一电子开关为带使能端的单刀双掷型电子开关。
4.根据权利要求1所述的电路测试系统，其特征在于，所述交叉矩阵模块包括：
n条行连线和m条列连线，用于分别连接所述引脚接入模块的引脚输出接口的第一排n个输出引脚中对应的输出引脚以及第二排m个输出引脚中对应的输出引脚；
t条列连线，用于连接所述控制模块的信号源和测量探头；
所述第二电子开关，设置在所述n条行连线中每条连线和所述m条列连线中每条连线之间的交叉处，以及所述n条行连线中每条连线和所述t条列连线中每条连线之间的交叉处；
其中，t为正整数。
5.根据权利要求4所述的电路测试系统，其特征在于，所述交叉矩阵模块为多层电路板，每层之间设置有隔离层，其中：
所述n条行连线，以及所述m条列连线和t条列连线分别位于所述多层电路板之间的不同的信号层；
所述第二电子开关，位于所述多层电路板的顶层或底层。
6.根据权利要求5所述的电路测试系统，其特征在于，所述第二电子开关为单刀单掷型电子开关。
7.根据权利要求1所述的电路测试系统，其特征在于，所述处理模块包括：
人机交互单元，用于接收用户输入的对待测试电路的操作指令，以及获取并显示与所述操作指令对应的所述测试过程信息以及所述测试结果数据，所述操作指令包括引脚互联操作指令和/或信号测试操作指令；
指令编码单元，用于将所述操作指令进行编码后发送；
通信单元，用于向所述接口通信模块发送所述编码后的操作指令，并接收所述接口通信模块发送的所述测试过程信息和所述测试结果数据；
记录单元，用于记录所述操作指令、所述操作指令对应的所述测试过程信息和/或所述测试结果数据。
8.根据权利要求7所述的电路测试系统，其特征在于，所述引脚互联操作指令包括：待互联引脚的编号、所述第一电子开关的编号及开关状态、以及所述第二电子开关的编号及开关状态。
9.根据权利要求7所述的电路测试系统，其特征在于，所述信号测试操作指令包括：所述交叉矩阵模块中的内部测量引脚区的第二电子开关的编号及开关状态、测试信号的类型和/或测试方法。
10.根据权利要求7所述的电路测试系统，其特征在于，所述控制模块包括：
交叉矩阵开关控制单元，用于控制所述交叉矩阵模块中的所述第二电子开关的状态，实现所述引脚互联操作；
引脚接入控制单元，用于控制所述引脚接入模块中的所述第一电子开关的状态，实现引脚接入操作；
交叉矩阵测试信号控制单元，用于产生驱动信号源，以及控制所述交叉矩阵模块中的所述第二电子开关，以将测量探头连接所述交叉矩阵模块以实现所述信号测试操作。
11.根据权利要求1、2和4-10任意一项所述的电路测试系统，其特征在于，所述引脚接入模块、交叉矩阵模块、处理模块、接口通信模块或控制模块独立存在或是任意组合。
12.根据权利要求3所述的电路测试系统，其特征在于，所述引脚接入模块、交叉矩阵模块、处理模块、接口通信模块或控制模块独立存在或是任意组合。
13.一种电路测试方法，用于通过操作如权利要求1所述的电路测试系统来测试待测试电路，其特征在于，所述方法包括：
将所述引脚接入模块连接待测试电路的引脚；
将所述交叉矩阵模块通过所述引脚接入模块连接所述待测试电路的引脚，并连接控制模块的信号源和测量探头；
使所述处理模块获取、发送并记录所述操作指令、所述操作指令对应的测试过程信息以及测试结果数据；
将所述接口通信模块连接所述处理模块，获取并发送所述操作指令、所述操作指令对应的所述测试过程信息和所述测试结果数据；以及
将所述控制模块连接所述接口通信模块、所述交叉矩阵模块和所述引脚接入模块，根据所述操作指令控制所述第一电子开关和所述第二电子开关，以实现所述待测试电路的引脚互联操作以及对所述待测试电路的信号测试操作，并通过所述接口通信模块向所述处理模块发送所述测试过程信息和所述测试结果数据。
14.根据权利要求13所述的电路测试方法，其特征在于，所述操作指令为引脚互联操作指令，包括：待互联引脚的编号、所述第一电子开关的编号及开关状态、以及所述第二电子开关的编号及开关状态；以及
所述控制模块根据所述操作指令控制所述第一电子开关和所述第二电子开关，以实现所述待测试电路的引脚互联操作的步骤包括：
使所述控制模块根据所述引脚互联操作指令控制所述引脚接入模块中相应的第一电子开关的导通、关断或接地，以接入待互联的引脚，并根据所述操作指令控制所述交叉矩阵模块中相应的第二电子开关的导通或关断，以实现所述引脚互联操作。
15.根据权利要求13所述的电路测试方法，其特征在于，所述操作指令为信号测试操作指令，包括：测试信号的类型和/或测试方法、所述交叉矩阵模块中的内部测量引脚区的第二电子开关的编号及开关状态；以及
所述控制模块根据所述操作指令控制所述第二电子开关，以实现所述待测试电路的信号测试操作的步骤包括：
使所述控制模块根据所述操作指令控制所述交叉矩阵模块中的内部测量引脚区的相应的第二电子开关的导通或关断，以接入所述控制模块的信号源和测量接头，从而实现测试信号操作。
16.根据权利要求13-15任意一项所述的电路测试方法，其特征在于，所述处理模块记录所述操作指令、所述操作指令对应的测试过程信息以及测试结果数据的步骤包括：
使所述处理模块打开记录软件；以及
使所述处理模块判断当日实验记录是否存在，如不存在，则新建一个实验记录页面，并向所述实验记录页面写入所述操作指令、所述测试过程信息和所述测试结果数据；如果存在，则向所述当日实验记录页面写入所述操作指令、所述测试过程信息和所述测试结果数据。
17.根据权利要求13-15任意一项所述的电路测试方法，其特征在于，所述测试过程信息包括以下信息至少其中之一：测试的信号类型、测试的方式、交叉矩阵模块中的内部测量引脚区的第二电子开关的编号、开关状态、测试时间、测试人员和待测试电路的类型。
18.根据权利要求13-15任意一项所述的电路测试方法，其特征在于，所述测试结果数据包括以下信息至少其中之一：测试的电压值、电流值和波形数据。
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